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第十一章功和机械能第1节功一、力学中的功1.功的定义: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,就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素(1)作用在物体上的力。(2)物体在这个力的方向上移动的距离。二、功的计算1.内容:功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。2.公式:W=Fs。3.各物理量的单位、符号及换算项目力距离功符号FsW单位牛顿米焦耳单位符号NmJ单位换算1J=1N·m对物体是否做功的判断1.做功必须满足两个必要条件(1)必须有力作用在物体上。(2)这个受力物体必须在这个力的方向上通过一段距离。2.力对物体不做功的三种情况(1)缺力无功:物体靠惯性通过了一段距离,此情况有距离无力。(2)缺距离无功:有力作用在物体上,但物体没有移动距离。(3)垂直无功:有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与物体移动方向垂直。【例题】如图所示的过程中,人对物体做功的是()点拨考虑做功问题时,可按以下三个步骤:(1)物体是否受到力的作用,不受力的物体不存在做功问题;(2)物体是否运动,不运动的物体也不存在做功问题;(3)判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直,则不做功;若二者方向不垂直,则做功。解析要正确理解做功的两个必要因素,即一要看是否有力作用在物体上,二要看物体是否在力的方向上通过了距离,二者缺一不可。选项B中运动员对杠铃施加向上的力,并且是在力的方向上移动了距离,故人对杠铃做了功。答案B1234一、做功的两个必要因素1.下列关于功的各种说法中,正确的是()A.只要有力作用在物体上,就一定做了功B.只要物体移动了距离,就一定做了功C.只要有力作用在物体上,物体又移动了距离,就一定做了功D.只要有力作用在物体上,物体又在该力的方向上移动了距离,就一定做了功答案解析解析关闭解析要正确理解做功的两个必要因素,即一要看是否有力作用在物体上,二要看物体是否在力的方向上通过了距离,二者缺一不可。答案解析关闭D12342.举重比赛时,运动员第一阶段把杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法中正确的是()A.他在第一阶段内没做功B.他在第二阶段内没做功C.他在两个阶段内都没做功D.他在两个阶段内都做了功答案解析解析关闭第一阶段对杠铃有向上的力,并且杠铃在该力的方向上通过了距离,所以做了功;而在第二阶段杠铃在空中停留了3s,杠铃只受力,但没有移动距离,所以没做功,即他在第二阶段内没做功,故选B。答案解析关闭B1234二、功的计算3.如图所示,用水平力拉着重力为100N的物体,在水平地面上向右匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则()A.重力做的功是500JB.拉力的大小为100NC.拉力的大小为120ND.拉力做的功为100J答案解析解析关闭物体在水平地面上向右匀速运动时,拉力F与摩擦力Ff是一对平衡力,F=Ff=20N,拉力做的功为W=Fs=20N×5m=100J,物体在水平地面上运动,在重力的方向上没有通过距离,重力不做功。答案解析关闭D12344.杂技表演中演员抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大约是()A.0.2JB.2JC.20JD.200J答案解析解析关闭本题考查了功的计算,能估测抛出一个鸡蛋用的力和移动的距离是本题的关键。一个鸡蛋的重力G约为0.5N,移动的距离s约为0.5m,重力做功W=Gh=0.5N×0.5m=0.25J,最接近于0.2J。答案解析关闭A