例题3 在下述情况中，若物体重100 N，则力对物体做了多少功？
（1）物体沿着光滑的水平面匀速前进了1 m，求推力对物体做的功。
（2）物体沿水平面匀速前进了10 m，摩擦力是20 N，求推力做的功。
（3）物体沿光滑斜面滑下，斜面高1 m，长2 m，如图11-3-2所示，求重力对物体做的功。
（4）如图11-3-2所示，物体从斜面上滑下，求支持力对物体做的功。
解析 初中阶段研究力做功，主要有下列几种情况：
第一种：作用在物体上的力和物体运动方向一致，可以说该力对物体做了功。
第二种：作用在物体上的力和物体运动方向相反，可以说物体克服该力做了功。例如，竖直向上举起某个物体，重力方向向下，物体运动方向向上，可以说物体克服重力做了功。
第三种：当作用在物体上的某个力和物体的运动方向垂直，则这个力对物体做的功为零。
（1）水平面光滑，可以认为摩擦力为零，物体匀速前进，因此推力也为零。这时$W=0$。
（2）物体做匀速直线运动时，推力等于摩擦力，即$F=f=20\ \mathrm{N}$，$s=10\ \mathrm{m}$，因此$W=20\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m}=200\ \mathrm{J}$。
（3）物体沿重力方向通过的距离为$h$，重力做功$W=Gh=100\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=100\ \mathrm{J}$。
（4）如图11-3-2所示，物体沿斜面运动，所受支持力的方向与运动方向垂直，物体沿支持力方向上没有通过一段距离，$W=0$。
解析：
【分析】
要解决力做功的问题，需牢记做功的两个必要条件：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。针对每个小问，先确定力的大小，再判断力的方向上是否有移动距离，进而计算功：
（1）光滑水平面无摩擦力，匀速运动时推力为0，推力做功为0；
（2）匀速运动时推力与摩擦力平衡，求出推力后用W=Fs计算；
（3）重力做功只看竖直方向移动的高度，用W=Gh计算；
（4）支持力方向与物体运动方向垂直，物体在支持力方向无移动距离，做功为0。
【解析】
功的计算公式为$ W = Fs $（$ F $是力，$ s $是力的方向上移动的距离），结合各情况分析：
（1）物体沿光滑水平面匀速前进，水平面光滑则摩擦力为0，根据二力平衡，推力$ F = 0 $，因此推力做功$ W = Fs = 0 × 1\ \mathrm{m} = 0\ \mathrm{J} $；
（2）物体沿水平面匀速前进，受力平衡，推力$ F $等于摩擦力$ f $，即$ F = f = 20\ \mathrm{N} $，移动距离$ s = 10\ \mathrm{m} $，推力做功$ W = Fs = 20\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{J} $；
（3）重力做功只与物体重力和竖直方向移动的高度有关，公式为$ W = Gh $，已知$ G = 100\ \mathrm{N} $，$ h = 1\ \mathrm{m} $，因此重力做功$ W = Gh = 100\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 100\ \mathrm{J} $；
（4）支持力的方向垂直于斜面向上，物体沿斜面运动时，在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力做功为$ 0\ \mathrm{J} $。
【答案】
（1）0J；（2）200J；（3）100J；（4）0J
【知识点】
功的计算；做功的必要条件
【点评】
本题考查初中阶段力做功的判断与计算，核心是掌握做功的两个必要条件，区分不同力做功的情况，是功相关知识的基础应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
