八年级：功

【预习新知】

“功”是物理学中重要物理量，它所表述的含义跟日常生活和语文课中所学的“功”不同。

在生活中，“功”可以表示能力或水平，如老师经常要求同学们大练“基本功”这里的“功”指唱歌、跳舞、书法等所达到的水平。

“功”还可以表示事业、成绩或成效，如“事半功倍”“大功告成”；

 “功”也可以表示功劳，如“丰功伟绩”“功德无量”等。

常见的功德碑，就是记载德或颂扬政绩的石碑。

【举手提问】

1. 物理学中什么是功？

2. 功包含哪两个必要因素？

3. 如何计算功的大小？

【新课学习】

一、功的概念

生活中我们经常看到在物理学中被称为做功的情景。

1.人推车时，人给车一个向前的推力，车会在推力的方向上向前移动一段距离，人的推力对车做了功。

2.人拉桶时，人给桶一个向前的拉力，桶在拉力的方向上向前移动一段距离，人的拉力对桶只做了功。

3.用力向上拉物体,物体在拉力方向上移动了一段距离，拉力就对物体做了功。

在物理学中，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,物理学上就说这个力做了功(work)。

二、功的两个必要因素

从功的概念中看出，力有没有对物体做功，就要看物体有没有在这个力的方向上移动距离。

或者说物体移动的这段距离，是不是这力方向上移动的。

可见，物理学中所说的功包含两个必要因素：

一是作用在物体上的力，

二是物体在这个力的方向上移动的距离。

如下图：人推车时人对车的推力F，车在推力F的方向上移动了一段距离S，那么推力F就对车做了功。

以下几种情况不做功：

1.如果有力作用在物体上，物体没有移动距离，那么力就没有做功。

比如：用力搬石头，但未搬动；用力拉汽车但未拉动，力都没有做功。

搬石头           拉汽车

2.如果有力作用在物体上，但物体没有在这个力的方向上移动距离，那么力就没有做功。

比如：人在平路上提水或担水，人对水桶的力方向向上，但水桶移动的距离向前，水桶向前移动的距离不是在提力方向上移动的距离，力就没有对水桶做功。

提水桶           担水桶

[想想议议]

我们每天都背着沉甸甸的背包走在去学校的路上，你对你的背包做功了吗？（知道请留言）

3.如果物体由于惯性移动了距离，那么就没有力对物体做功。

比如：踢出去的足球或扔出去的铅球，球因惯性飞行一段距离，球在飞行过程中只受到重力作用，在球飞行方向上没有力的作用，也就是没有力对球做功。

踢足球               扔铅球

三、功的大小

作用在物体上的力越大,使物体移动的距离越大,力所做的功就越多。

1.公式：

在物理学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。

用公式表示：W=FS

在竖直方向上拉物体时，拉力F的大小等于物体的重力G大小，即：F=G;

物体移动的距离s等于物体升高的高度h，即s=h,

根据公式W=FS得：W=Gh.

比如：向楼上提水桶、举重等可以用公式W=Gh=mgh计算功的大小。

为了计算方便，在通常情况下，物体因重力做功或克服物体重力做功，习惯上常用：W=Gh计算功的大小。

2.符号的意义及单位:

W→功→焦耳（J）

F→力→牛顿（N）

s→距离→米（m）

在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是牛·米,

它有一个专门的名称叫做焦耳( joule),简称焦,符号是J,即1J=1N·m

焦耳是英国物理学家，他测定了热和机械功的当量关系，人们为了纪念他，将功和能量的单位命名为“焦耳”。

3.感知1焦耳（J）功的大小

用1N的力使物体在力的方向上移动1m的距离，这个力所做的功就是1焦耳（J）

比如：我们把两枚鸡蛋提高一米所做的功大约是1焦耳（J）

思路和计算过程：

一枚鸡蛋的质量大约是50g,那么，拿起两枚鸡蛋用的力是：

G=mg=50×2×10-³kg=1N，

h=1m.

W=Gh=1N×1m=1J.

4.计算功的大小

●例题：

质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将物匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。

●例题分析：

1.求马运货时做的功，需要知道马的拉力和在马拉力方向上移动的距离.

2.因为马在水平道路匀速拉雪橇，马车在水平方向受到的拉力跟摩擦力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小，即：F=f=800N.

3.马车在800N拉力的方向上移动了s=3000m.马做的功就是拉力做的功：

W=FS=800N×3000m=2.4×10⁶J.

4.雪橇质量50kg和货物质量350kg受到的重力方向竖直向下，在竖直方向上没有移动距离，所以，重力对雪橇和货物没有做功。

●解题过程：

解：因为雪橇匀速运动，所以F=f=800N，

s=3000m

马拉雪橇做的功：W=FS=800N×3000m=2.4×10⁶J

【中考真题训练】

1. (2019怀化)下列所示现象中,对物体做了功的是（     ）

A.搬而未起  

B.提着滑板在水平路面上前行

C.人将木箱推到斜面的顶端

D.举着杠铃在空中不动

2.(2018株洲)

在篮球比赛中,运动员对篮球没有做功的过程是（    ）

A.运球     B.扣篮    C.擦板    D.跳投

3.(2019天津)

小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近（     ）

A.9 J     B.30J     C.90J       D.300J

4.(2019北京)

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（     ）

A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功

B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠杆铃不做功

C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功

D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功

5.(2019连云港)

小明同学用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功        J;购物车的重力做功       J ;

一个皮球落地后弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运重力做功动过程中,机械能总量        (选填“增加”“减少”或“保持不变”)

6.(2019广安)

2018年5月21日,我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星----“鹊桥号”,它将成为“嫦娥四号”与地球间的通信桥梁.“鹊桥号”在随火箭加速升空的过程中会发出巨大的声音,这声音是由物体的            产生的.

若“鹊桥号”质量为500kg,加速升空1000m,'鹊桥号”需克服重力做功        
J(g取10N/kg)

7.(2019眉山)

如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙和图丙所示.由图像可知,9~12s内推力对物体做功         J;t=2s时,物体受到的摩擦力是              N.

参

考

答

案

在

下

边

找

哦

！

参考答案：

1.  C    2.  C    3.  C     4.  D  

5.    200    0   减少

6.    振动    5×10⁶

7.    18      3