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文档简介
第1节功
内容导航
知识点1.功的概念
A、知识讲练
知识点2.功的计算
B、综合练习
A知识讲练
知识点1
i.功的概念
(1)问题探究
探究■:如图1所示,要把货物从地面搬到车上,除了用力托起货物,还需
要使货物在这个力的方向上移动一段距离。也就是说,在搬起货物的过程中,货
物受到一个向上的力尸的作用,并且在这个力的作用下,向上移动了一段距离”
力尸作用的成效体现在货物被提高了。
图1图2图
3
探究二:图2是把物体提高的情景。在这个过程中,物体沿拉力的方向向上
运动,拉力对物体的提高有贡献。
探究三:如图3所示,用力汽立水平面上的小车向右运动。小车受到的力有
重力G、地面的支持力尸支、拉力摩擦力f小车沿拉力尸的方向向右运动,所
以,拉力尸对小车的运的有贡献。
(2)功的概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了
一段距离,在物理学中就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
(1)现象与分析:如上图1、2所示,是力龙物体做功的两个实例。其共同
点是:物体受到了力,在力的方向上移动了距离。图4与图5是力对物体不做功
的两个实例。这些力不做功的原因是:物体受到了力,在力的方向上没有移动
距离(选填“移动了”或“没有移动”)。
提着水桶在水
平路面上前行
图4图5图6
(2)结论:力学中的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是
物体在这个力的方向上移动了距离。
3.力对物体不做功的三种情况
(1)有力无距离(劳而无功)
如图4所示,有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过距离,力
对物体没有做功(力的作用没有成效)。
(2)有距离无力(不劳无功)
如图6所示,冰壶因为惯性在光滑的冰面上滑行,在运动方向上没/力对
物体做功(选填“有”或“没有”)。
(3)力与运动距离的方向垂直(垂直无功)
如图5所示,物体受到了力的作用,也通过了距离,但通过的距离与力的
方向垂直,物体在力的方向上没有通过距离,这个力对物体没有做功(力的作
用没有成效)。
【例题】如图所示的情境中,人对物体做功的是()
甲乙丙丁
A.甲图,把一箱报刊搬起来
B.乙图,小华背书包站在水平运行的电梯上匀速前进
C.丙图,费了很大的力气,汽车还是不动
D.丁图,踢出去的足球在草地上滚了一段距离
【答案】A
【详解】做功的必要条件是作用在物体上的力,且物体在力的方向上移动
距离;
A.把一箱报刊搬起来,作用在物体上有力,物体在力的方向上移动一段
距离,具备做功的两个必要因素,人对物体做功,故A符合题意;
B.力的方向与运动方向垂直,不做功,故B不符合题意;
C.费了很大的力气,汽车还是不动,有力无距离,不做功,故C不符合
题意;
D.足球被踢后,在草地上滚了一段距离,有距离无力,故D不符合题
意。
故选Ao
【练习1】电动扶梯在公共场所的广泛应用,为人们的生活带来了极大的
便利。图示两种情境中,电梯对小明的支持力做功的是()
A.仅在图甲中做了功B.仅在图乙中做了功
C.在两图中都做了功D.在两图中都没做功
【答案】B
【详解】做功的两个必要因素是力和物体在力的方向上移动的距离。图甲
中小明随自动扶梯水平匀速前进,支持力竖直向上,力的方向与运动方向垂
直,支持力不做功;图乙中小明随自动扶梯匀速上升,支持力竖直向上,小明
在支持力的作用下移动了距离,支持力做功。故B符合题意,ACD不符合题
意。
故选B。
【练习2】如图甲所示,人用力推车,车未动,则人的推力对车
功;如图乙所示,汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离,则汽车的牵
引力对汽车功,汽车的重力对汽车功。(以上均选填“做了”或
“没做”)O
甲乙
【答案】没做做了没做
【详解】[1]人用力推车,车未动,人对车施加了作用力,车没有在力的方
向上移动一段距离,则人的推力对车没做功。
[2]发动机对车施加了牵引力,车在牵引力方向上移动了一段距离,牵引力
对汽车做了功。
[3]汽车移动的距离和重力方向垂直,车的重力对汽车没做功。
知收点2
1.功的大小
如图所示,是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景,比较甲与乙
两次提高货物,哪一次做功多?甲与丙两次提高货物,哪一次做功多?你判断
的理由是什么?
甲乙丙
分析:甲与乙两次提高货物,乙做功多。因为力相等,乙通过的距离大。
甲与丙两次提高货物,丙做功多。因为通过的距离相等,丙用的力大。
总结:作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越多,力所
做的功也就越多。
(2)功:力学中,功等干力与物体在力的方向卜移动的距离的乘积c
(3)计算公式:功=力、距离W=Fs
(4)功的单位:在国际单位制中,功的单位是N.m,即焦耳(J)。1J=1
N-m
从地上拿起一个约50g的鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,在此过程中对鸡蛋
做的功大约为IJo
2.公式的应用
(1)公式变形:由功的计算公式W=Fs可知,已知三个物理量中的任意两个,
可求第三个。
①求作用在物体上的力:F=g②求在力的方向上移动的距离:s=g物理
SF
量全部用国际单位制。
(2)厂与s具有同时性:即在受力的同时移动了距离,移动距离的同时受
了力。公式中的厂是使物体沿力厂的方向通过距离s的过程中,始终作
用在物体上的力,它的大小和方向都是不变的。
(3)/与s具有同向性
公式W=Fs中的F是作用在物体上的力,s是物体在力F的方向上通过的
距离。
3.关于克服阻力做功
一个物体在力的作用下运动时,若运动的方向与一个力(阻力)的方向相
反,我们就说物体克服这个力做功。例如,在水平面上推动物体前进时,要克
服摩擦力做功;提高物体时要克服重力做功。
人在爬楼梯时,要克服自己的重力做功,计算做功的大小时,应该用人的
重力G乘以楼梯的竖直高度h,即W=Gho
【例题】如图,在2025年哈尔滨亚冬会比赛中,运动员用10N水平推力
推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30m停在
O点。若冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N,从A点到O点冰壶
沿直线运动,以下说法正确的是()
A.冰壶离开手后继续向前运动是因为受到惯性作用
B.冰壶离开手后逐渐停下来说明运动需要力来维持
C.推力对冰壶做功为360J
D.冰壶克服阻力做功为72J
【答案】D
【详解】A.冰壶离开手后由于惯性继续向前运动,惯性是物体的固有属
性,选项“受到惯性作用”表述有误,故A错误;
B.冰壶离开手后逐渐停下来是因为受到阻力,说明力可以改变物体的运
动状态,故B错误;
C.运动员用10N水平推力推着冰壶从A点运动6m到达8点时轻轻松
手,则推力尸=1()N,冰壶在推力方向上运动的距离,=6m,因此推力对冰壶做
功W=£y=10Nx6m=60J
故C错误;
D.由题意可知,冰壶运动的总距离s=6m+30m=36m
冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N,冰壶克服阻力做功
W=_A=2Nx36m=72J
故D正确。故选D。
【练习1】如下列图片所示,已知A、B、。三个物体的质量大小关系为
%它们分别在同样大小的力"的作用下,都沿力的方向移动了$的
距离。力尸()
A.对A做的功最多B.对3做的功最多
C.对。做的功最多D.对4、B、C做的功一样多
【答案】D
【详解】对三个物体的拉力相等都为人三个物体在力厂的方向上移动的
距离相等都为s,根据功的计算公式W二人可知,尸对三个物体所做的功一样
多,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【练习2]如图所示,用10N的水平推力将桌面上重20N的物体由A处
水平推动1m到达B处,此时撤去推力,物体继续向前运动了0.2m刚好从桌边
飞出,最后掉到地面。处,桌面高度0.8m。在此过程中,推力对物体做功
_________J,重力对物体做功o
【答案】1016J
【详解】[1]物体在10N的推力作用下前进的距离是1m,由于惯性前进的
0.2m没有推力的作用,所以这0.2m的距离推力没有做功,所以推力做功为W
7
flt=/5=10Nxlm=10J
⑵物体在竖直方向移动了0.8m,因此重力做的功为VV=G/2=20Nx().8m=16J
B综合练习
1.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近
于()
A.0.02焦R.02焦C.2焦D.20焦
【答案】C
【详解】物理书的重力约2.5牛,将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌
上,课桌的高度约为0.8米,他对课本所做功W=Fs=2.5Nx0.8m=2J
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.如图所示,机器狗正在搬运重物。下列过程中,机器狗对■重物做功的是
()
A.驮着重物静止不动B.驮着重物水平匀速行走
C.驮着重物爬上台阶D.从机器狗背上取下重物
【答案】C
【详解】A.驮着重物静止不动,机器狗对重物有向上的支持力,但重物
没有在力的方向上移动距离,所以机器狗对重物没有做功。故A不符合题意;
B.驮着重物水平匀速行走,机器狗对重物有向上的支持力,但重物是在
水平方向上移动,在竖直方向上没有移动距离,即力的方向与物体移动的方向
垂直,所以机器狗对重物没有做功。故B不符合题意;
C.驮着重物爬上台阶,机器狗对重物有向上的支持力,并且重物在竖直
方向上向上移动了一段距离,即在力的方向上移动了距离,所以机器狗对重物
做了功。故C符合题意;
D.从机器狗背上取下重物,机器狗对重物没有力的作用,所以机器狗对
重物不做功是,其他外力对重物做功。故D不符合题意。
故选C。
3.课间,同学们进行引体向上游戏,规则是:从姿势①到姿势②,在姿势
②保持5s,算完成一次引体向上。这个过程中,人的拉力()
①,N②
n11
A.只有从姿势①到姿势②做功B.只有在姿势②保持5s做功
C.两个阶段都做功D.两个阶段都不做功
【答案】A
【详解】从姿势①到姿势②,同学在拉力的方向上移动一定距离,则这个
过程中,人的拉力做功;在姿势②保持5s,同学拉力的方向没有移动距离,则
这个过程中,人的拉力不做功,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.如图所示,徐州队主场对阵扬州队比赛的第59分钟徐州队9号前锋姜
伟头球破门,下面说法正确的是()
A.足球飞行时头对足球做功B.只有击球瞬间对足球做功
C.足球飞行时惯性对足球做功D.足球飞行时重力对足球不做功
【答案】B
【详解】A.足球在空中飞行时,头与足球已经分离,头对足球没有力的
作用,根据做功的两个必要囚素(作用在物体上的力和物体在力的方向上通过
的距离),头对足球不做功。故A错误;
B.只有在击球的瞬间,头对足球有力的作用,并且足球在头的作用力下
移动了距离,所以头而足球做了功。故B正确;
C.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,所以惯性不能对
足球做功。故C错误;
D.足球在空中飞行时,始终受到竖直向下的重力作用,并且在竖直方向
上移动了距离,所以重力对足球做了功。故D错误。
故选B。
5.如图所示,物体在力A、F?、B的作用下,分别沿光滑水平面、粗糙
水平面和斜面上沿力的方向移动了相同的距离s,己知力R、乃、后做功分别
为阴、W2、W3且卬尸卬2二卬3,则回、乃、向它们之间的关系是()
光滑水平面粗糙水平面斜面
A.F\>Fi>FyB.F?>>Fi>FiC.Fi>F尸F3D.FI=F?=F3
【答案】D
【详解】物体在力Q、乃、B的作用下,分别沿光滑水平面、粗糙水平面
和斜面上沿力的方向移动了相同的距离S,且人、尸2、尸3做功W|二W2=卬3,功
的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积,根据W=Fs,则FI=F2=F3O
故选D。
6.2025年5月6日,在世界斯诺克锦标赛决赛中,赵心童战胜对手成功
夺冠,成为首位获得世锦赛冠军的中国大陆球员。如图是比赛中球杆击球后两
球相撞分离运动的情景,下列说法不正碰的是()
被打击球的
前进方向O
//B
.✓
碰撞J
。-…次
AA'、打出球的
'。内进方向
A.A球在桌面滚动过程中,球杆对A球没有做功
B.A球撞击B球后,两球的运动状态都发生了改变
C.A球对B球的力大于B球对A球的力
D.A球撞击静止的B球,使B球运动,说明力是改变物体运动状态的原
因
【答案】C
【详解】A.A球离开球杆后靠惯性运动,不再受到球杆的作用力,所以
A球离开球杆后,在桌面滚动过程中球杆对A球没有做功,故A正确,不符合
题意;
B.由图可知,A球撞击B球后,两球的运动方向都发生了变化,所以两
球的运动状态都发生了改变,故B正确,不符合题意;
C.A球对B球的力与B球对A球的力是一对相互作用力,大小相等,故
C错误,符合题意;
D.A球撞击静止的B球,B球运动,说明力是改变物体运动状态的原
因,故D正确,不符题意。
故选C。
7.如图甲所示,一块质量为0.4kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁
性平板上,在竖直方向拉力尸的作用下向上运动,6s内做功为7.2J,铁块运动
的速度-与时间/的关系图像如图乙所示.则拉力No
【答案】6
【详解】由修图像可知,铁块在0~6s内以-0.2m/s的速度做匀速直线运
动,因此在这段时间内,铁块运动的距离为s=“=02m/sx6s=L2m
又因为拉力厂在6s内做的功为VV=7.2J,所以根据W=Fs可得拉力厂的大
小为
s1.2m
8.如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,段较
光滑、段较粗糙,A8与BC的距离相等,木块在水平恒力产作用下从静止
开始从A运动至IJC,则木块受到的摩擦力在AB段做的功在BC段做
的功,力尸在A8段做的功在BC段做的功(均填“大于/等于/小
于“)。
【答案】小于等于
【详解】滑动摩擦力的大小与物体所受压力大小、接触面粗糙程度有关。
水平桌面粗糙程度越大,所受滑动摩擦力也越大。A6段较光滑、6c段较粗
糙,所以,44段受到的摩擦力小于8C段受到的摩擦力,A8与3c的距离相
等,根据可知,木块受到的摩擦力在43段做的功小于在3c段做的功。
木块在A8段和5c段运动的距离相等,拉力厂是恒力,则根据W二八可
知,水平拉力厂在A8段做的功等于在5c段做的功。
9.如图甲是一款质量为1.5kg的擦玻璃机器人,它可以靠真空泵将玻璃和
机身吸盘之间的空气抽出,在的作用卜,牢牢地“吸”在竖直的玻璃上;
在它匀速竖直向下擦玻璃时,其S-/图像如图乙所示,擦玻璃机器人在0~5s内
重力做的功为Jo(g取10N/kg)
s/m
图甲图乙
【答案】大气压15
【详解】擦玻璃机器人通过真空泵抽出吸盘与玻璃间的空气,使得吸盘内
部气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,机器人被牢牢“吸”在竖直玻
璃.卜.n
由图乙司.知,擦玻璃机器人5s卜降的高度,=L0m
擦玻璃机器人的重力G=,咫=L5依'ION/版=15N
重力做功W=G6=15Nx1.Om=15J
10.如图甲所示,在水平地面上有三块质量为0.5kg、边长为10cm的正方
体木块,某小孩把三块木块按图乙方式逐一竖直堆叠起来,则该小孩叠起这堆
木块至少做了J的功。(g=10N/kg)
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