功的原理
功的原理是什么
功的原理是什么功，作为一种物理量，是描述物体在力的作用下所做的工作的量度。
那么，究竟什么是功的原理呢？要理解功的原理，首先需要了解功的定义和计算方法。
在物理学中，功的定义是指力对物体做功的量度，通常用力与物体位移的乘积来表示。
即，\[ W = F\cdot s \]其中，W代表功，F代表作用力，s代表物体的位移。
根据这个定义，我们可以看出，功的大小与力的大小和物体位移的大小有关。
在日常生活中，我们常常可以看到力对物体做功的例子。
比如，我们用手推动一辆自行车，这时我们的手就对自行车施加了力，使得自行车产生了位移，这个过程就是力对物体做功的过程。
当我们在上坡的时候，需要更大的力来推动自行车，因为上坡时物体的位移更大，所以功也会更大。
这就说明了力与位移对功的影响。
除了力和位移之外，角度也会对功产生影响。
在物理学中，我们知道力和位移之间的夹角也会影响功的大小。
当力的方向与物体位移的方向一致时，夹角为0度，这时力对物体所做的功最大；当力的方向与物体位移的方向垂直时，夹角为90度，这时力对物体所做的功为0。
因此，夹角也是影响功大小的重要因素。
在力学中，功的正负号也有其特殊的含义。
当力的方向与物体位移的方向一致时，功为正；当力的方向与物体位移的方向相反时，功为负。
这是因为力对物体做功的方向与物体位移的方向相反时，力所做的工作会减少物体的动能，因此功为负。
除了力学中的功，我们还可以看到其他形式的功，比如热功和电功。
热功是指热量对物体做的功，电功是指电力对电荷做的功。
这些形式的功在物理学中也有着重要的应用。
总的来说，功的原理可以归纳为力对物体做的工作的量度，其大小取决于力的大小、物体位移的大小以及力与位移的夹角。
同时，功的正负号也代表着力所做的工作对物体动能的增加或减少。
通过对功的原理的理解，我们可以更好地理解物体在力的作用下所做的工作，为我们在物理学和工程学中的应用提供了重要的理论基础。
功的物理知识点
功的物理知识点一、功的概念。
1. 定义。
- 在物理学中，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功。
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。
- 例如，人用力推箱子，箱子在推力的方向上移动了一段距离，推力就对箱子做了功。
2. 公式。
- W = Fs，其中W表示功，单位是焦耳（J）；F表示力，单位是牛顿（N）；s表示在力的方向上移动的距离，单位是米（m）。
- 例如，一个力F = 5N，物体在这个力的方向上移动的距离s=3m，那么这个力做的功W = Fs=5N×3m = 15J。
3. 做功的两个必要因素。
- 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。
- 例如，提着重物在水平方向上匀速移动，由于重力方向竖直向下，物体在水平方向移动，在重力方向上没有移动距离，所以重力没有做功。
- 当力的方向与物体运动方向垂直时，这个力不做功。
例如，物体在水平桌面上做匀速直线运动，支持力和重力都与运动方向垂直，支持力和重力都不做功。
二、功的计算。
1. 同一直线上力做功的计算。
- 当力与物体运动方向相同时，W = Fs。
例如，一个水平拉力F = 10N拉着物体在水平面上沿拉力方向移动s = 2m，则拉力做的功W = Fs=10N×2m = 20J。
- 当力与物体运动方向相反时，W=-Fs（这里的负号表示力做负功，也可以说是物体克服这个力做功）。
例如，摩擦力f = 5N，物体在摩擦力方向的反方向移动s = 3m，则摩擦力做的功W=-fs=- 5N×3m=-15J，也可以说物体克服摩擦力做功15J。
2. 不在同一直线上力做功的计算（力的分解）- 如果力与物体运动方向不在同一直线上，我们可以把力分解为沿运动方向和垂直于运动方向的两个分力。
垂直于运动方向的分力不做功，沿运动方向的分力做功，根据W = Fs计算。
- 例如，一个与水平方向成30^∘角的拉力F = 10N拉着物体在水平面上移动s = 4m。
功的原理内容
功的原理内容
功是物体受力移动所产生的结果，其大小等于力的大小与物体移动的距离乘积。
具体来说，当物体受一定大小的力作用，沿着力的方向移动一定的距离时，力所做的功等于力与移动距离的乘积，即W = F×s，其中W表示功，F表示力，s 表示移动距离。
根据功的定义，可以得出以下结论：
1. 若物体沿着力的方向移动，力做正功，表示力在推动物体移动；
2. 若物体沿着方向相反的方向移动，力做负功，表示力在阻碍物体移动；
3. 若物体静止不动，力做零功，表示力未对物体做功；
4. 若力方向与移动方向垂直，力做的功为零。
功是体积、密度、位移等物理量的积分，可用来描述力对物体做功的总量。
例如，当液体或气体流经管道时，由于流体受到压力的推动而发生位移，压力所做的功即为流体输送的功率，可以用来描述流体输送的能力。
功也是能量的一种表现形式，能量是物理系统的一种属性，可用来描述物体在运动过程中的能力。
因此，功可以用来描述物体所具有的动能和势能的转换过程。
例如，当自行车上坡时，所消耗的能量被转化为势能，而下坡时则被转化为动能，这种能量转换过程就可以用功来描述。
初三物理怎么样才叫做功
11.1 怎样才叫做功知识点一功1.功的概念：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了机械功，简称做了功。
2.做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
3.不做功的三种情况：(1)“不劳无功” (F=0 N)：物体没有受到力的作用，由于惯性通过了一段距离，没有力做功.例如踢出去的足球在地面上滚动了一段距离，此时脚不再对足球施加力的作用，故运动员不再对足球做功。
(2)“劳而无功”(s=0 m)：物体受到力的作用，但没有移动距离，这时力对物体没有做功。
例如举重运动员举着杠铃不动。
(3)“垂直无功”（F⊥S）：物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的方向与力的方向垂直，这个力不做功。
例如提着水桶水平前进。
温馨提示：阻力和物体的运动方向相反，其作用是阻碍了物体的运动，我们说物体克服阻力做了功。
比如竖直向上抛出的篮球，在上升过程中篮球克服重力做功。
例1 如图所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是( )A.用力推杯子，杯子没动，B.托着杯子长时间不动，推力对杯子做功了托力对杯子做功了C.托着杯子水平向右移动，D.托着杯子竖直向上移动，托力对杯子做功了托力对杯子做功了知识点二功的计算1.功的计算：力对物体做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.即：功=力×距离。
2.计算表达式：如果用W 表示功，F 表示力，s 表示物体在力的方向上移动的距离，表达式为：W =Fs 。
3.功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛(N)，距离的单位是米(m)，功的单位是牛·米(N·m)。
功的单位有一个专门的名称叫做焦耳，符号为J.这是为了纪念英国物理学家焦耳而命名的。
1 J=1 N·m 。
例2 如图所示，冰壶从出发点A 被运动员推着运动6 m 后，在B 点被推出，沿冰道运动30 m 到O 点停下来。
被推出去的冰壶停下来，是由于 ；从A 点到O 点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10 N ，运动员对冰壶做的功是 J 。
功的原理
2.轮轴的应用 ：
辘轳、方向盘、自行车和齿轮
三.斜面:一个与水平面成一定夹角的倾斜平面.
通过斜面将一个大箱子推进车 厢，要比抱超箱子省劲多了。
斜面是一种省力机械
作用:省力
假设斜面很光滑，无摩 擦． 根据功的原理：
W机械=W直接
FL=Gh 斜面长是斜面高的几倍，拉 力就是物重的几分之一．
Gh F= L
螺旋是特殊的斜面
饮料瓶盖 螺旋式汽 车千斤顶
木螺丝
螺栓、螺母
2.如图,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC
以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,己知
AB>AC,如果拉力做的
功分别为W1、W2,拉力
的功率分别为P1、P2, A F1 F2
则W1 = W2,
P1 < P2
B
C
返回
功的原理：W机械=W直接 使用任何机械都不能省功
省力的机械不省距离, 省距离的机械不省力.
二、轮轴
变形、连续转动的杠杆
上组成,大的为轮,小的为轴.
1.轮轴:两个半径不等的圆柱固定在同一轴线
使用弹簧测力计、轮轴、砝码和细绳 做实验，测出相关数据如下表格：
砝码重 上升高度 2πR 力G/N 2πr/m G· 2πr 次 拉力 移动距离 F· 数 F/N 2πR/m /J /J
1 2
3
1 1.5 2
0.08 0.04 0.02
0.08 0.06 0.04
2 3 4
0.04 0.02 0.01
0.08 0.06 0.04
结论：拉动轮做的功等于绕在轴上的绳 拉动重物所做的功。 即：FR=Gr
FR=Gr
（1）作用在轮上可省力；作用在轴上可省距离。
中考物理知识点：功的原理总结
中考物理知识点：功的原理总结
中考物理知识点：功的原理总结
(一)功
1、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况：
（1）有力无距离：劳而无功之一，如搬石头未搬动；
（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：劳而无功之二，如手提水桶在水平面上走动。
（3）有距离无力：（不劳无功），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；
3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。
公式W=FS=Pt
各量单位W：J（焦耳）F：N（牛顿）S：m（米）P：W （瓦特）t：s（秒）
4、国际单位：将Nm称为焦耳简称焦，符号(J)1J=1Nm
把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。
5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F 就是这个力；
②公式中的S一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。
③功的单位焦（1牛米=1焦）。
6、常见的功：克服重力做功：W=Gh克服阻力（摩擦力）做功：W=fs
（二）功的原理：使用任何机械都不省功
1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。
2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。
②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。
功的原理
D
D．三种情况一样．
轴
轮
由两个半径不同的圆柱固定在同一轴 线上组成叫轮轴。 大的叫轮，小的叫轴。
下面的机械是轮轴吗？如果是，找 出它的轮和轴。
轴
轮
轴
轮
找出生活中的轮轴应用功的原理：研Fra bibliotek轮轴省力情况。
F×2πR=G×2πr 结论：F×R=G×r 即：F/G=r/R 也就是轮的半径是 轴的半径的几倍， 轮上所施加动力就 是轴上的阻力的几 分之一。
仔细观察，你能发现什么？
轮与轴的关系：
轴不变，轮越 大越省力。 轮不变，轴越 小越省力。
斜面
假设斜面很光滑，无摩擦． 根据功的原理 ：
WG WF
Gh F L F h G F
1.斜面长是斜面高的 几倍，推力就是物重 的几分之一．
2.要使物体升高相同 的高度，斜面越长越 省力．
例3、用一块长5m的木板，搭在离地面1m高 的卡车车厢上，用它把重1000N的货物匀速拉 到车上，若不计摩擦，问人需做多少功？需要 用多大的拉力？ 解：用手直接做的功: W1=Gh=1000N×1m=1000J 通过斜面做的功 W2=FS 由功的原理W2=W1=1000J,即: F=W2/S=1000J/5m=200N 答：人需做功1000J，需要用200N的拉力。
则: F=W2/S=100J/1m=100N 答：人做功100J,人用力100N
例2 一人把100Ｎ的重物送到10m高的楼 上，采用下述三种方法：用手直接提，使 用动滑轮，使用滑轮组，若不计摩擦和滑 轮的重力，在上述三种情况下，对重物做 的功（ ） A．用手直接提时最小；
B．使用定滑轮时最小；
C．使用滑轮组时最小；
思考：既然任何机械都不省功，但人们为 什么还要使用机械呢？
《功的原理》
功的原理什么是功？在物理学中，功是指力在物体上产生位移时所做的功，它是衡量力量改变物体能量的方式。
功是描述能量转移的重要概念，它与力、位移和能量之间存在紧密的关联。
公式：功 = 力 × 位移× cosθ其中，功的单位是焦耳（J），力的单位是牛顿（N），位移的单位是米（m），θ表示力和位移之间的夹角。
功的原理在物理学中，对于一个力在物体上所产生的功，有以下几点原理：原理一：力与位移的夹角功的大小与力的大小以及物体位移的方向有关。
若力的方向与位移方向相同，那么力所做的功为正值；若力的方向与位移方向相反，那么力所做的功为负值；若力的方向垂直于位移方向，那么力所做的功为零。
原理二：功的计算根据功的定义，计算功可以通过力的大小、位移的大小和力与位移之间夹角的余弦值来确定。
当力和位移方向一致时，可以简化为以下公式：功 = 力 × 位移这个公式适用于只考虑平行于力方向的位移的情况。
原理三：功和能量根据能量守恒定律，功与能量之间存在直接的关系。
力所做的功等于物体从一个状态转移到另一个状态时能量的变化量。
如果力做的功是正值，那么它会增加物体的能量；如果力做的功是负值，那么它会减少物体的能量；如果力做的功是零，那么物体的能量保持不变。
原理四：功和功率功率是指单位时间内所做功的大小，它是衡量工作效率的重要指标。
功率和功之间的关系可以通过以下公式表示：功率 = 功 / 时间这个公式表示功率等于所做的功除以完成这个功所花费的时间。
功的应用功在物理学中有广泛的应用。
以下是几个关于功的常见应用领域：机械工程在机械工程中，功是衡量机械系统工作量的重要指标。
例如，在提升一个物体的过程中，所需的力和位移可以根据功的定义来计算，从而确定完成这项工作需要的能量和功率。
物理学实验在物理学实验中，功常被用于测量物体的能量转换。
通过测量施力物体的力和物体运动的位移，可以计算力在物体上所做的功，从而研究能量转移和转化的过程。
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斜面
应用功的原理：研究斜面 的省力情况。 斜面是一种省力机械
假设斜面很光滑，无摩擦．
根据功的原理：
W用 W不用
Gh F L F h G F
斜面长是斜面高的几倍，推 力就是物重的几分之一．
要使物作升高相同的高度， 斜面越长越省力．
例3、用一块长5m的木板，搭在离地面1m高 的卡车车厢上，用它把重1000N的货物匀速拉 到车上，若不计摩擦，问人需做多少功？需要 用多大的拉力？ 解：用手直接做的功: W1=Gh=1000N×1m=1000J 通过斜面做的功 W2=FS 由功的原理W2=W1=1000J,即: F=W2/S=1000J/5m=200N
功的原理及应用
——功的原理
做功的两个必要因素是什么？
作用在物体上的力 、物体在力的方向上通过的距离
简单机械的作用是什么？
省力 使用简单机械的作用省距离 改变力的方向
使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？
要把这个物体运到高处，有哪些方法？
用手直接把物体提上去．
用杠杆把物体提上去． 用动滑轮或滑轮组
使用任何机械都不能省功．
⑴：对于理想机械而言W1=W2 ⑵对于实际机械而言W1<W2
不省功的原因是什么？
因省力的机械必费距离，省距离的机械一 定费力，而功=力×距离，省了多少力必定费 多少距离，所以力×距离不变，所以不能省 功．
思考：既然任何机械都不省功，但人们为 什么还要使用机械呢？
例1 一个人用杠杆提升一重为500N的重物时， 手下降的高度是１m时，重物被举高了0.2m， 该过程人做了多少功？人用的作用力多大？
配套练习： 4B、 斜面是生产和生活中经常使用的工具，它可以省 力。把物体放在斜面上向上推动，所施加的推力的大 小与斜面的______和________有关。如果斜面长为4 米，高为1米，把重为500牛顿的重物推到斜面的顶端 时，最少用___牛顿推力，最少做_____焦耳的功。
5C、有光滑斜面长25 米，高5米，把重为1000牛的物 体匀速拉到顶端，则沿斜面向上的拉力为多少牛顿？ 6C、用本身重可以忽略的动滑轮提起50牛的重物，人 对绳做的功是100焦，求动滑轮把物体提起的高度是多 少？
O A
O A G G
FA
FA
B
B
随堂测评： 1B．用滑轮组将重800N的重物提升1.5m，至少要做功 J． 2B．斜面高与斜面长之比为1：6，不计摩擦时，用200N的力可将 重 N的物体拉上斜面．若拉力共做1800J的功，则重物升 高 m． 3A．下列说法中，错误的是（ ） A．任何机械都不能做到既省力又省距离 B．省力的机械必定费 距离，这是功的原理的必然结果 C．功的原理对轮轴是不适用的 D．功的原理对任何机械都无 条件地适用 4C．将同一物体分别沿光滑斜面由A、B、C匀速提升到D处，如图 所示，其整个过程做功分别为WA、WB、WC则三个功的大小关系 是（ ） A．WA＞WB＞WC B．WA＝WB＝WC C．WA＜WB＜WC D．条件不足、无法判断
5A．根据功的原理分析下列说法，正确的是（ ） A．使用杠杆提高物体可以省功 B．使用省力杠杆必定要多移动距 离 C．使用滑轮提高物体一定省力 D．使用斜面提升物体一定既省 力又省功 6B．某人用滑轮组和轮轴分别把50kg重物提高2m，若忽略摩擦和 机械自重，则此人两次做功相比较（ ）A．使用轮轴大些 B．使 用滑轮组大些 C．一样大D．条件不足，无法判断. 7C.两辆车，大车的重力是小车的2倍，在相同的力作用下沿不同的 水平路面通过了相同的路程，则 （ ） A.力对大车所做的功比小车多 B.力对小车所做 的功多 C.力对两辆车所做的功相同 D.难以判断 8A、使用简单机械，下面目的达不到的是（ ） A.省力 B.省功 C.改变力的方向 D.少移动距离
轴
轮
像水龙头方向盘这样，轮子和轴固 定在一起转动的机械，叫轮轴。 大的叫轮，小的叫轴。
下面的机械是轮轴吗？如果是，找 出它的轮和轴。
轴
轮
轴
轮
找出生活中的轮轴
应用功的原理：
研究轮轴省力情况。
F×2πR=G×2πr 结论：F×R=G×r 即：F/G=r/R 也就是轮的半径是 轴的半径的几倍， 轮上所施加动力就 是轴上的阻力的几 分之一。
分析：轮轴实际相当于杠杆，轮和轴的
中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1， 作用在轴上的力是阻力F2，轮的半径OA就 是杠杆的动力臂L1，轴半径OB就是杠杆的 阻力臂L2。 由杠杆的平衡条件可知：F1×L1= F2×L2 即F×R=G×r
r
R
F
仔细观察，你能发现什么？
轮与轴的关系：
轴不变，轮越 大越省力。 轮不变，轴越 度 h（m）
拉力 F（N）
拉力移 距离 S（m）
W不用机械
（J）
1
2 0.2 1.5 0.4 0.6 0.4
的功。即任何机械都不省功。
结论： 人们利用机械所做的功，大于或等于直接用手做
结论：W1=Gh（克服物体重力做功） W2=Fs（拉力做的功） W1=W2
功的原理
斜 面 的 应 用
螺旋是也是斜面的一种应用
五、【拓展提高】 1、用一块长5m的木板，搭在离地面1m高的卡车车厢上， 用它把重1000N的货物匀速拉到车上，若不计摩擦，问人 需要用多大的拉力？需做多少功？OABFAG
2、如右图所示，G=300N，oA=1/3 OB,轮轴的轮半径是 轴半径的4倍，若不计机械本身的重力和摩擦力，要使杠 杆平衡，在轮的边沿的作用力多大？
[第二课时]
回顾上节内容：
1、功的原理是什么？如何理解？ 2、什么是轮轴？轮轴的实质是什么？ 3、使用轮轴有哪些优点？
巩固练习：
1A、功的原理是 。 2B、一个人用50牛的力往下按杠杆，把一个物体举 高了0.5米，如果手 下降的高度是2米，这时人做了 _____焦的功，被举高的物体重 牛。 3B、有一轻质杠杆，动力臂是阻力臂的3倍，当用它 提升重力为30N的物体时，需施力为______N。若将 物体提升40cm，则动力作用点将移动______m。
用力F直接将物体匀速提升h m， F对物体做功 W ＝Gh
F
动力臂为阻力臂的三倍 人利用杠杆将物体匀速提升h m 拉力 F 做的功
G W F s 3h G h 3
W W
使用动滑轮将重2N的物 体匀速提升0.2m．(已知 动滑轮重1N)
用滑轮做 功 W用机械 （J ） 不用滑 轮
解：不用机械直接用手做的功： W1=Gh=500N×0.2m=100 J
通过杠杆所做的功
W2=FS 由功的原理: W2=W1=100 J 则: F=W2/S=100J/1m=100N 答：人做功100J,人用力100N
例2 一人把100Ｎ的重物送到10m高的楼 上，采用下述三种方法：用手直接提，使 用动滑轮，使用滑轮组，若不计摩擦和滑 轮的重力，在上述三种情况下，对重物做 的功（ ） A．用手直接提时最小； B．使用定滑轮时最小； C．使用滑轮组时最小； D．三种情况一样．