第十一章第十一章 机械功与机械能机械功与机械能11.1 11.1 怎样才叫做功怎样才叫做功逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结作业作业提升提升学习目标学习目标课时讲解1课时流程2u做功做功u测算功测算功u机械功原理机械功原理课时导入课时导入如图如图1，人对汽车、水桶、石头、小车都有力的作用人对汽车、水桶、石头、小车都有力的作用课时导入课时导入我们根据力是否能让物体移动一段距离，也就是说，我们根据力是否能让物体移动一段距离，也就是说，力有没有功效，可以把图中事例分为两类：力有没有功效，可以把图中事例分为两类：力没有功效的是力没有功效的是，力有功效的是，力有功效的是在物理学上，我们如何定义在物理学上，我们如何定义中力的功效呢？中力的功效呢？思维方法：思维方法：求同思维：求同思维：通过分析、思考，找出不同事物中的共性通过分析、思考，找出不同事物中的共性中这两个不同事物中的共性是：力没有使物体移动中这两个不同事物中的共性是：力没有使物体移动中这两个不同事物中的共性是：力使物体移动一段距离中这两个不同事物中的共性是：力使物体移动一段距离知识点做功做功知知1 1讲讲感悟新知感悟新知1功的定义：功的定义：作用在物体上的力，使物体在力的方向作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。
了机械功，简称做了功拓展视野：拓展视野：如果一个运动的物体受到一个和运动方向相反的如果一个运动的物体受到一个和运动方向相反的阻力，物理上称物体克服阻力做了功阻力，物理上称物体克服阻力做了功知知1 1讲讲感悟新知感悟新知做功的两个必要因素：做功的两个必要因素：作用在物体上的力；作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的物体在力的方向上通过的距离两者具有同时性两者具有同时性知知1 1讲讲感悟新知感悟新知不做功的三种类型：不做功的三种类型：有力、没距离有力、没距离有距离、没力有距离、没力有力、有距离，但力的方有力、有距离，但力的方向与运动方向垂直向与运动方向垂直事例事例举杠铃而不动举杠铃而不动足球离脚后继续足球离脚后继续向前滚动向前滚动提桶在水平地面行走提桶在水平地面行走分析分析过程过程力竖直向上力竖直向上杠铃没移动距离杠铃没移动距离脚对球的力已不脚对球的力已不存在存在足球由于惯足球由于惯性向前滚动性向前滚动力竖直向上力竖直向上水桶水平向前移动水桶水平向前移动结论结论没有做功没有做功没有做功没有做功物体没有在力的方向上移物体没有在力的方向上移动距离，该力没有做功动距离，该力没有做功功的大小与功的大小与“作用在物体上的力作用在物体上的力”“”“物体沿力的方向移物体沿力的方向移动的距离动的距离”的大小有什么关系呢？的大小有什么关系呢？知知1 1讲讲感悟新知感悟新知举一反三：举一反三：某人用拉力某人用拉力F将一物体匀速提升的高度为将一物体匀速提升的高度为h，在这，在这个过程中做的功可以有以下三种说法：个过程中做的功可以有以下三种说法：1.人对物体做了功；人对物体做了功；2.拉力对物体做了功；拉力对物体做了功；3.物体克服重力做了功。
物体克服重力做了功知知1 1讲讲感悟新知感悟新知判断力是否做功及步骤不做功的三种类型：判断力是否做功及步骤不做功的三种类型：（1）有力没距离；）有力没距离；（2）有距离没力；）有距离没力；（3）力与运动方向垂直力与运动方向垂直步骤：步骤：（1）画出物体所受这个力的示意图；）画出物体所受这个力的示意图；（2）辨认物体有没有在此力的方向上移动距离辨认物体有没有在此力的方向上移动距离知知1 1练练感悟新知感悟新知例1如图如图3 所示的四幅图是小新提包回家的情景，所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（小新提包的力不做功的是（）B知知1 1练练感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：四个图中，小新都给包竖直向上的力四个图中，小新都给包竖直向上的力A、C 两幅两幅图，包竖直向上移动一段距离，与力的方向相同，图，包竖直向上移动一段距离，与力的方向相同，所以两图中，小新提包的力做功；所以两图中，小新提包的力做功；D 图中，斜向图中，斜向上运动时也有竖直向上的运动，小新提包的力做上运动时也有竖直向上的运动，小新提包的力做功；功；B 图中，包沿水平方向运动，运动方向与力图中，包沿水平方向运动，运动方向与力的方向垂直，包在力的方向上没有移动距离，所的方向垂直，包在力的方向上没有移动距离，所以小新提包的力不做功。
以小新提包的力不做功知知2 2讲讲感悟新知感悟新知知识点测算功测算功21.功的计算：物理学中规定：力对物体做的功等于功的计算：物理学中规定：力对物体做的功等于_ 与与_的乘积2.计算公式：计算公式：W=Fs3.功的单位：功的单位：Nm专门名称：专门名称：焦耳，简称焦，符号为焦耳，简称焦，符号为J1 J=1 Nm物体在力的方向上移动的距离物体在力的方向上移动的距离功是力对空间的积功是力对空间的积累，物体在力的方累，物体在力的方向上移动的距离越向上移动的距离越大，功越大大，功越大思想方法思想方法乘积定义法：乘积定义法：当被定义的当被定义的物理量与其他物理量都有关系，物理量与其他物理量都有关系，并且是成正比关系时，用其他并且是成正比关系时，用其他物理量的乘积来表示被定义的物理量的乘积来表示被定义的物理量力力知知2 2讲讲感悟新知感悟新知注意：注意：应用公式应用公式W=Fs 计算功时，一定要注意计算功时，一定要注意力是导致物体运动而施加的力，距离是力是导致物体运动而施加的力，距离是在力的方向上通过的距离（如图在力的方向上通过的距离（如图2）有可以省力的机械、有可以省距离的有可以省力的机械、有可以省距离的机械，有没有可以省功的机械呢？机械，有没有可以省功的机械呢？知知2 2讲讲感悟新知感悟新知利用功及其变形公式进行计算：利用功及其变形公式进行计算：（1）功的计算公式功的计算公式W=Fs的应用的应用（2）W=Fs变形公式的应用变形公式的应用 知二求一知二求一知知2 2练练感悟新知感悟新知例2如图如图4 所示，用所示，用10 N 的推力，将桌面上重的推力，将桌面上重20 N的的物体由物体由A 处水平推动处水平推动1 m 到达到达B 处后，撤去推力。
处后，撤去推力物体由于惯性继续向前运动了物体由于惯性继续向前运动了0.2 m，最后掉到，最后掉到地面地面C 处在此过程中，推力对物体做功为处在此过程中，推力对物体做功为 _J，重力对物体做，重力对物体做功为功为 _J1016知知2 2练练感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：物体在物体在10 N 的推力作用下前进的距离是的推力作用下前进的距离是1 m，由于惯性前进的，由于惯性前进的0.2 m 没有推力的作用，没有推力的作用，所以这所以这0.2 m 的距离推力没有做功，所以推的距离推力没有做功，所以推力做功力做功W 推推=Fs=10 N1 m=10 J物体在竖物体在竖直方向移动了直方向移动了0.8 m，因此重力做的功为，因此重力做的功为 W 重重=Gh=20 N0.8 m=16 J知知2 2讲讲感悟新知感悟新知多阶段运动过程求功：多阶段运动过程求功：一个物体的运动过程可能包括几个阶段，要分析每一个物体的运动过程可能包括几个阶段，要分析每个阶段的受力和移动距离，再判断是否每个阶段都个阶段的受力和移动距离，再判断是否每个阶段都做功最后利用功的计算公式及变形公式计算最后利用功的计算公式及变形公式计算。
1.九九江江模模拟拟 如如图图5 所所示示，用用F=30 N 的的水水平平推推力力推推重重为为40 N 的的物物体体沿沿水水平平方方向向做做直直线线运运动动，若若推推力力F对对物物体体做做了了60J 的的功功，则则在在这这一一过过程程中中物物体体运运动动了了_m，重力做了，重力做了_ J 的功知知2 2练练感悟新知感悟新知20知知3 3讲讲感悟新知感悟新知知识点机械功原理机械功原理3使用下面三种方式把同一重力为使用下面三种方式把同一重力为G 的物体提升相同高度的物体提升相同高度h，比较做功大小：，比较做功大小：提升方式提升方式直接直接匀速匀速提升提升用定滑用定滑轮匀速轮匀速提升提升用动滑用动滑轮匀速轮匀速提升提升机械做的功机械做的功W=Gh不计摩擦力、不计摩擦力、绳重：绳重：F=G，s=h，W=Gh不计摩擦力、动滑轮不计摩擦力、动滑轮重和绳重：重和绳重：F=G/2，s=2h，W=Gh分析分析若考虑克服机械自重、摩擦力所做的功，使用机械若考虑克服机械自重、摩擦力所做的功，使用机械时做的功大于直接提升物体做的功时做的功大于直接提升物体做的功知知3 3讲讲感悟新知感悟新知要点提示：要点提示：人人提提升升重重物物，当当重重物物匀匀速速上上升升时时拉拉力力和和重重力力平衡，人对重物做的功才是平衡，人对重物做的功才是W=Gh。
归纳提高归纳提高若若定定义义人人利利用用机机械械提提升升物物体体时时做做的的功功为为W1，不用机械直接用手做的功为不用机械直接用手做的功为W2功的原理表达式为功的原理表达式为W1 W2知知3 3讲讲感悟新知感悟新知由上面的分析可得：由上面的分析可得：1.机械功原理：机械功原理：_2.理想机械：在做功过程中，不出现摩擦损耗等不利因素，理想机械：在做功过程中，不出现摩擦损耗等不利因素，即使用机械时人们做的功，等于不用机械时人们直接做即使用机械时人们做的功，等于不用机械时人们直接做的功使用任何机械都不省功使用任何机械都不省功画龙点睛：画龙点睛：由由于于使使用用任任何何机机械械都都不不省省功功，因因此此省省力力的的机械费距离，省距离的机械费力机械费距离，省距离的机械费力知知3 3讲讲感悟新知感悟新知机械功原理的理解机械功原理的理解(1)光光滑滑斜斜面面为为理理想想机机械械，即即没没有有摩摩擦擦力力，在在利利用用光光滑滑斜斜面面提提升物体时，做的功等于直接提升物体所做的功升物体时，做的功等于直接提升物体所做的功2)提提升升物物体体时时不不用用机机械械直直接接用用手手做做的的功功等等于于提提升升物物体体时时克克服服阻力做的功。
阻力做的功3)利利用用功功的的原原理理解解题题时时，先先写写出出人人对对机机械械做做的的功功（W1）表表达达式式，再再写写出出机机械械克克服服阻阻力力做做的的功功（W2）表表达达式式，利利用用W1=W2代入即可求出代入即可求出4)不不计计摩摩擦擦和和动动滑滑轮轮自自重重，隐隐含含条条件件是是说说此此滑滑轮轮组组是是理理想想滑滑轮轮组组，利利用用其其提提升升物物体体时时，对对滑滑轮轮组组做做的的功功等等于于直直接接用用手手提升物体做的功提升物体做的功知知3 3练练感悟新知感悟新知例3(1)如图如图6，一光滑斜面甲，一光滑斜面甲，高高h=1 m，长长s=1.6 m，重重 200 N 的物体在沿斜面向上的拉力的物体在沿斜面向上的拉力F 的作用下，匀速运动的作用下，匀速运动到斜面顶端，由功的原理可知：到斜面顶端，由功的原理可知：F=_N2)若沿光滑斜面乙匀速向上拉动物体，则拉力若沿光滑斜面乙匀速向上拉动物体，则拉力 _(填填“变大变大”“不变不变”或或“变小变小”)125变小变小知知3 3练练感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：(1)不计摩擦时，使用机械做的功等于直不计摩擦时，使用机械做的功等于直接提升物体做的功，即接提升物体做的功，即F=，所以，所以 =125 N。
2)根据公式根据公式Fs=Gh，Gh 不变，斜面变不变，斜面变长，即长，即s 变大，所以拉力变大，所以拉力F 变小课堂小结课堂小结怎样才叫做功怎样才叫做功1.功的计算：功的计算：(1)公式：公式：WFs2)注意：力与物体移动的距离在方向上必须一致、力与物体移注意：力与物体移动的距离在方向上必须一致、力与物体移动的距离必须对应于同一物体动的距离必须对应于同一物体2.不做功的三种。