八年级物理下册第十一章功和机械能11.1力学中的功和功率素材(新版)新人教版

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八年级物理下册第十一章 力学中的功和功率
知识引入
通过前面的学习同学们已经知道，力可以改变物体的运动状态。比如，你可以用力把
文具盒从课桌的这一边推到另一边，你也可以用力把自己坐的凳子举起来。这两种情况都是
力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，我们就说力对物体做了功。做功
有快有慢，你推文具盒用了3秒，小明推文具盒用了5秒，于是我们就用功率这个物理量来
表示做功的快慢。

概念分析
一、功
（一）力学中的功
1.力学中的功，指力的作用成效。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，这个力就产生了成效，力学中就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
（1）一是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
（2）说明：力和距离具有同体性、同时性、同向性。判断一个力是否做功，就要分析
它是否符合做功的两个必要因素，两者缺一不可。
（3）常见力对物体没有做功的三种情况：
第一种：有力无距离（劳而无功），现象是：有力作用在物体上，物体没有动，比如
搬石头搬而未起、推汽车没推动、举重运动员举着杠铃不动等。
第二种：有距离无力（不劳无功），现象是：物体没有受到力的作用，由于惯性通过
一段距离。比如，小车在光滑的表面上由于惯性前进一段距离，没有力对小车做功，再比如
被踢出去的足球在水平面草地上滚动了20m，这20m的过程中，人对足球没有做功。
第三种：力和物体运动的方向垂直（垂直无功），这种情况下，有力作用在物体上，物
体也移动距离，但移动的距离与力的方向垂直，此时物体在力的方向上移动的距离也是零。
比如，人提着水桶在水平路面上前进一段距离、起重机吊着货物沿水平方向移动等。
提醒：为了叙述方便，有时某个力做功也往往说成施力的物体做了功。比如，人拉车前
进，拉力做了功，也常说人做了功。
（二）功的计算
力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。写成公式为：W=Fs。
归纳总结：（1）公式中三个量的单位，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是J，
mNJ11
。（2）公式中的F是作用在物体上的力，s是受F作用的物体在F方向上通过
的距离（3）F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上力的，它的大
小和方向都是不变的。（4）若s和F之间有夹角时，力要替换成物体在移动方向上的分力
才能进行计算。（5）力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；力和物体运动方向相反，
称为克服该力做功，例如起重机沿竖直方向提起重物，可以说克服重力做了功。
二、功率
1.比较做功快慢的方法：
（1）若做功相同，可比较做功时间的长短：所用时间越短，做功越快；所用时间越长，
做功越慢。
（2）若做功时间相同，可比较做功的多少：做功越多，做功越快；做功越少，做功越
慢。
2.功率
2

（1）定义：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间
内所做的功。

（2）公式：WFsFvtPFvtttWPt。

提示与说明：
（1）功率是表示物体做功快慢的物理量。功率大，表示物体做功快，功率小表示物体
做功慢。
（2）该公式是功率的定义式，对于各种情况下的功率计算都适用，公式中的三个量都
采用国际单位制，知道其中两个，可以求第三个。
（3）功率与功的比较：功率只反映做功快慢，不表示做功多少。功率大，做功快，但
不能表示做功多，因为做功多少还与时间有关。
拓展：功率的推导式，如果物体做匀速直线运动时，把路程公式s=vt代入功率的定义

式中，则可得：WFsFvtPFvttt，即PFv，此推导式只能适用于做匀速直线运

动物体的功率计算，该公式中的F必须是恒力，且物体的运动速度保持不变，每个量都采用
国际单位制，从该公式可知，当物体的功率一定时，力F与速度v成反比，汽车上坡换挡就
是减速来获得较大的牵引力。
方法总结
1.类比法：本节用类比法来建立功率的概念。把做功快慢与运动的快慢进行类比，速度
表示运动快慢，通过与速度类比引入了功率，用其来表示做功的快慢，顺理成章、降低了难
度，对概念理解掌握起来更容易。
2.推理证明法：用公式证明的方法，推导出了适合匀速直线运动物体的另一个功率计算
公式P=Fv，增加了解决问题的途径。