第十一章 功和机械能
第1节 功
1.作用在物体上的力和物体在这个力的方向上通过的距离是力做功不可缺少的两个因素.只有这两个条件同时具备时，这个力才做了功.
2.以下三种情况力不做功：
(1)有力作用在物体上，但物体没有移动距离.
(2)有力作用在物体上，物体也移动了距离，但移动的距离不是在力的方向上(与力的方向垂直).
(3)物体由于惯性而移动距离.
3.在公式W=Fs中，只有当力的单位是牛顿(N)，距离的单位是米(m)，功的单位才是“牛·米”(N·m)，它有一个专门的名称叫做“焦耳”，简称焦(J).1 N·m=1 J.
在利用公式W=Fs进行计算时，必须注意以下几点：
(1)F和s的方向必须一致.
(2)当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意确定哪几个力做功和对谁做功.
(3)做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W=Fs决定.
【例】初中学业考试期间，某学校学生乘坐该校校车到考点参加考试，校车以60 km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20 min后安全到达考点.已知校车受到的阻力为5 000 N，求校车牵引力所做的功是多少？
【答案】校车水平匀速运动时牵引力为：F＝f＝5 000 N，校车运动距离为：s＝vt＝60 km/h×1/3 h＝2×104 m，牵引力所做的功为：W＝Fs＝5 000 N×20 000 m＝1×108 J.
知识点1 力学中的功
1.力学里所说的功包括两个必要因素：一是____________________________；二是____________________________.
2.在物理学里，把________与_________________________________的乘积叫做功.
知识点2 功的计算
3.力学中，功等于_____与____________________________的乘积.公式是___________,力的单位是______,距离的单位是______，功的单位是________，简称________，符号_______,1 N·m=______J.
1.(2014·曲靖)下列各个情境中，没有做功的是( )
A.石头被撬起的过程中手向下压撬棍的力
B.足球飞向空中后踢球的力
C.货物被提升的过程中绳子对货物的拉力
D.爬楼梯时人的重力
2.(多选)(2014·绥化)如图所示，物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是( )
A.W2=W3 B.W2＞W3 C.W1=W2 D.W1＞W3
3.(2014·衡阳)小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做了多少功( )
A.0 J B.600 J C.60 J D.6 J
4.如图所示是小明自制的弹弓，小明站在楼上用20 N的力量将弹弓的橡皮筋拉伸15 cm，将质量为20 g的小石块沿水平方向射出20 m，弹弓距离地面的高度为7 m，关于此过程说法正确的是( )
A.橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为3 J
B.橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为400 J
C.橡皮筋对石块没有做功
D.石块下落过程中，重力做功为1.4 J
5.一个重200 N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25 m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10 m.若拉力做的功为500 J，则拉力的大小为_______N.
6.(2014·成都)如图所示，在水平地面上，小聪用力将箱子拉走了；小明用力推箱子，但箱子没有移走，下面关于做功的分析，正确的是( )
A.小明用了力，他对箱子做了功
B.小聪用力拉动了箱子，她对箱子做了功
C.小聪在箱子的过程中，箱子的重力做了功
D.小明、小聪都没有对箱子做功
7.(2014·达州)初三学生小华从一楼步行到三楼，用时0.2 min，他步行的路程约为12 m，升高高度为6 m，下列估算正确的是( )
A.小华步行的平均速度约为0.5 m/s
B.小华步行的平均速度约为0.75 m/s
C.小华重力做的功约为3 000 J
D.小华重力做的功约为4 500 J
8.(2013·杭州)在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑.质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是( )
A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D.条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
9.(2014·泰安)如图，用F＝20 N的水平推力推着重为40 N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40 J的功，则在这一过程中( )
A.重力做的功一定为40 J
B.物体一定受到20 N的摩擦力
C.物体一定运动了2 m
D.物体一定运动了4 m
10.如图所示是起重机搬运建筑材料的情景.若某次起重机把重1 200 N的货物匀速提升5 m后，再水平移动4 m，则起重机对该货物做功________J.
11.(2014·广安)某工人在水平地面上，用100 N的水平推力推动重为500 N的物体匀速直线前行了2 m，则该物体受到的摩擦力是_____N；此过程中重力做的功为_______J.
12.(2013·黑河)电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具.如图所示的这辆电动自行车自身重力为600 N，在水平公路上匀速直线行驶了4.8 km用了10分钟，行驶时受到的阻力是40 N.
(1)若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01 m2，车胎能承受的最大压强为2×105 Pa，求该车的最大载重量是多少牛？
(2)求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒？牵引力做功是多少？
挑战自我
13.(2013·自贡)甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是( )
A.F甲＞F乙 B.F甲＜F乙
C.W甲＞W乙 D.W甲＜W乙
第十一章 功和机械能
第1节 功
课前预习
1.作用在物体上的力 物体在这个力的方向上通过的距离 2.力 在力的方向上移动的距离 3.力 物体在力的方向上移动的距离 W=Fs N 米 焦耳 焦 J 1
当堂训练
1.B 2.AC 3.C 4.D 5.20
课后作业
6.B 7.C 8.B 9.C 10.6 000 11.100 0 12.(1)F=pS=2×105 Pa×2×0.01 m2=4 000 N，在水平面上，G=F=4 000 N，则车的最大载重量G载=4 000 N-600 N=3 400 N (2)v==8 m/s，因为该车在水平面上做匀速直线运动，所以牵引力和摩擦力是一对平衡力，故F=f=40 N，则牵引力做功是W=Fs=40 N×4 800 m=1.92×105 J 13.C
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