初二下册物理（北京版）-功

初二年级物理功使用机械很多情况是为了移动物体。

施工工地有很多机械，使用机械的目的是什么？推土机推土起重机把货物提起叉车托起物体汽车拉着拖挂式房车前行机械对物体施加了力，使物体移动了距离，机械对物体的移动是有效果的，机械对物体的移动有成效。很多情况下，用了力却不能使物体移动距离。人用了力也搬不动石头人用力推墙推不动人用力拉汽车拉不动人对物体施加了力，但没有使物体移动，说明人对物体的移动没有效果，或者说没有成效。

人和机械都对物体施加了力，有时施加的力对物体的移动有成效，有时施加的力对物体的移动没有成效，物理学用“功”这个概念来描述这种成效。力作用在物体上有了成效，就说力对物体做了功，没有成效，就说力对物体没有做功。力作用在物体上有了成效力作用在物体上有了成效

一个力作用在物体上，如果物体在力的作用下沿力的方向移动了距离，物理学就说这个力对物体做了功。一、功的定义做功需满足哪些条件sFFFs做功需满足哪些条件Fs做功需满足哪些条件Gs做功需满足哪些条件做功需满足哪些条件做功需满足哪些条件二、做功的两个必要因素一是作用在物体上的力二是物体在力的方向上移动的距离sFsF一个力或者一个物体要做功，必须同时满足以上两个条件，二者缺一不可，任何一个条件不满足，都没有做功。力作用在物体上，如果物体没有移动或者说物体没有在力的方向上移动（不满足沿力的方向移动距离），那么，不管是人施加的力还是机械施加的力，都没有做功。F力作用在物体上，物体没有移动距离力作用在物体上，物体没有移动距离F力作用在物体上，物体没有移动距离力作用在物体上，物体没有移动距离，这个力对物体没有做功。

另一种情况，力作用在物体上，物体移动了距离，但没有沿力的方向移动距离，这个力对物体没有做功。力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离sF力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离Fs力作用在物体上，物体移动距离的方向和受到的作用力方向垂直，这个力对物体没有做功。有的时候，物体移动了距离，但没有受到力的作用（不满足力作用在物体上），是因为惯性通过了一段距离，这时也没有力做功。篮球离开手后，手对球的作用力消失足球离开脚后，脚对球的作用力消失

综上所述，力对物体做功必须具备两个条件：一是作用在物体上的力（或者说力必须作用在物体上），二是物体在力的作用下沿力的方向移动一段距离。同时满足这两个条件，我们才说这个力对物体做了功。判断物体是否做功要注意以下三种情况1.不受力的物体不存在做功问题。2.不运动的物体不存在做功问题。3.受力的方向和物体运动方向垂直时，不做功。sFGs受力的方向和物体运动方向不垂直则做功。h1.不受力的物体不存在做功问题。2.不运动的物体不存在做功问题。3.受力的方向和物体运动方向垂直则不做功，不垂直则做功。判断是否做功要区分以下三种情况：练一练：用力拉水平桌面上的小车，小车前进，小车受到几个力的作用？哪个力做了功？FF支F阻Gs

力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；力和物体运动方向相反，则称为克服该力做功。如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是发力上拉翻站上挺结点发力上拉翻站上挺结点A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功

发力上拉翻站上挺结点B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功

发力上拉翻站上挺结点C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功

发力上拉翻站上挺结点D.举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功

如果一个力对物体做了功，我们如何比较做功的多少呢？我们用吊车提升货物的例子来分析。s2s3sFFF通过实验对比，可以得到：力的大小相同时，物体沿力的方向移动的距离是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。即:力的大小相同时，做功的多少与物体沿力的方向移动的距离成正比。sF2Fss3F通过实验对比，可以得到：移动距离相同时，作用在物体上的力是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。即：物体沿力的方向移动的距离相同时，做功的多少与作用在物体上的力的大小成正比。3ssF3F2F2s即：功的大小与物体沿力的方向移动的距离和力的大小的乘积成正比。通过实验对比，可以得到：作用力和物体沿力的方向移动的距离的乘积是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。功=力×距离W=Fs三、功的公式：W-功F-力-牛顿（N）s-距离-米（m）四、功的单位：

N·m1

J

＝1

N·m焦耳

简称焦

J

牛·米焦耳是英国物理学家，英国皇家学会会员。因他在热学、热力学和电学方面的贡献，皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章。焦耳1818年－1889年“1J”的物理含义：1N的力作用在物体上使物体在力的方向上移动的距离为1m，则该力对物体做的功为1J。用手托起两个鸡蛋匀速上升1m，托力做功约为1J。1J有多大？1m1J有多大？思考与讨论在水平桌面上，一个重300N的物体，在100N的水平推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，当撤去推力后，物体又前进了2m，求推力所做的功。分析：物体在100N推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，用公式W=Fs可以求出推力所做的功，因为物体前进的方向不在重力的方向上，所以重力没有做功，或者说重力做功为零，撤去推力以后F=0，此时推力不再做功。sFFGG解：W=Fs=100N×20m=2000J答：推力所做的是2000J。人下楼梯时，感觉轻松，是因为重力对人做了功，此时重力对人做的功如何计算呢？思考与讨论1.4m2m若人的重力是600N，沿此楼梯从顶端到底端，人的重力对人做了多少功？G重力做功解：W=Gh=600N×1.4m=840J答：重力对人做的功是840J。重力做功人匀速上楼梯时要克服重力做功，上楼梯时克服人的重力所做的功如何计算？FGW=Fh=Gh克服重力所做功的大小等于重力做功大小。hGh重力做功与路径无关重力做功为什么有些地方的人爱把重物顶在头上知识应用人在走路时消耗的能量主要用在两个方面：一是克服身体的各个活动部分之间的摩擦；另一个则是用于克服重力而做功。

把重物放在头上，由于人的脊柱具有弹性，重物就像压在一根弹簧上，人行走时，重物的起伏较小，用于克服重物的重力所做的功少，人消耗的能量也相应减少，因此，人就感到轻松。

有人做过一项有趣的实验，分别测试人头顶重物走路和手提重物走路时的耗氧量。实验结果是：手提重物比头顶重物时耗氧量多得多。耗氧量越多，说明人体消耗的能量也越多。由此可知，用头顶重物还是有科学道理的!小华根据自己走路时的情景，画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。根据小华所画的示意图，你能帮他测量和计算出他每走一步克服重力所做的功吗？（g取10N/kg）拓展提升分析：小华走路时克服重力所做的功等于小华重力所做的功，即W=Gh，用体重秤可以测出小华的质量，根据G=mg可以计算得出小华的重力，而小华重心升高和降低的距离，可以通过测量得出，可以让小华沿墙边行走，记录小华走路时头顶的位置，再记录小华单脚着地迈步时头顶的位置，测出两次位置的高度，两次高度的差值，等于小华走路时重心升高和降低的距离，再乘以重力就可以得到小华每走一步克服重力所做的功。

测量数据如下表m/kg60h1