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功與能
功
作功
持續施力予某物體，使物體沿力的 方向產生一個位移，則可以說是施 力對物體作了功，而使物體獲得能 量，能量產生變化(增或減)。2010/11/11 3
功
作功
外力作功的數值就等於施力的大 小乘與物體受力期間沿力的方向 所產生的位移。功
科學上，功的定義為：功 = 作用力 × 物體沿力的方向所移動的距離 (W=F×S)
功的單位：依力和距離所用的單位導 出。1牛頓‧公尺的功又稱為1焦耳的2010/11/11 5
功
做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )
施力作用在物體上若物體沒有產生位移則沒有作功，如手提重物站立、
用力推牆壁而牆不動。
功
做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )
力與位移的方向如果互相垂直，則此力並沒有對物體作功，亦即 作功為零如手提行李在水平方向 上行走，手的拉力對行李沒有作
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功
做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )
• 在完全光滑水平面上等速運動的物 體，因為不受外力作用，故功為零
。
功
做虛功 ( 不作功、作功 = 0 )
• 物體若有移動，但移動的方向與 施力的方向互相垂直，則施力作 功為零。
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功
功的計算
功的大小與作功的方式、使用工具、作功的時間長短及路徑都無關。
使用W=F‧S計算作功時，則F與S的 方向必須一致。功
功的計算
在昆蟲的世界裡，功的定義與人類 無異，例如糞球金龜奮力將數倍於 自己體重的糞球推回住處，假使有 位移和施力的必要資料，我們將可2010/11/11 11
功
正功與負功
功有正負功之分(但是功為無方向性 的物理量)。
正功：物體受力的方向若與位移的 方向相同；若物體所經的距離為S，則施力F對物體所作的功為F‧S。
功
正功與負功
負功：物體受力的方向若與物體位 移的方向相反，例如物體的滑動因 摩擦力的作用而減慢，我們把這種 功取作負值，及W= -F*S，或說摩2010/11/11 13
功
正功與負功
外力對物體作正功時會使得物體 的運動速率變快；而對物體作負功時會使得物體的運動速率變小。
能
一、化學能
1. 化學能是儲存在物質內部，經由 化學反應中釋放出能量。2010/11/11 15
能
一、化學能
2.我們攝取食物，以維持生命，食物 在身體內進行化學變化，產生能量，使我們能夠呼吸、血液循環、維持體 溫，以及有力量工作或跑步。這是因 為食物中貯存的化學能，藉由酵素引 起的化學變化而釋放出來。
能
一、化學能
3.酒精、木材、汽油、煤等燃料中 也貯存著化學能。2010/11/11 17
能
一、化學能
(1) 實驗時，我們常以酒精燈為熱源，就是利用酒精與氧發生化學反應時，
所產生的熱來提高物質的溫度。
一、化學能
(2) 汽車則是利用汽油在引擎中燃 燒爆炸，產生動力，才能在大街 小巷行駛。2010/11/11 19
能
一、化學能
(3).電池(如：電與生活--實用電 池篇→乾電池及鉛蓄電池)利用其 內部物質間的化學反應，將化學 能轉換為電能，提供電器使用。能
二、動能
1. 物體因運動而具有的能量，稱為 動能。例 如：擺動的擺、運動場上 的跑者、飛馳的汽車、流動的水，以及正在落下的球等任何運動的物
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能
二、動能
2. 同一物體的運動速率愈快，所具 有的動能愈大。能
三、位能
1. 物體在地表位置被提高或受力產 生形變都具有位能。(1) 任何地面上的物體，當我們施力 將重物由低處抬至高處放置，我們
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能
三、位能
將重物抬得愈高，我們消耗的化學 能愈多，因此物體在高處比低處具 有較大的能量。這種受到重力的作 用，雖未產生形變，但因位置高度 改變，其所增加之能量稱為重力位 能。能
三、位能
如圖，海盜船 將每個人由低 點抬起，所以 每個人的重力2010/11/11 25
能
三、位能
(2) 小朋友玩溜滑梯，由高處滑 下時，小朋友的重力位能漸漸轉 換成動能及摩擦產生的熱。能
三、位能
(3) 射箭選手施力於弦上，弦的 形狀發生改變，此時選手肌肉消 耗的化學能，則以彈力位能的形 式貯存在弦中，當手放開時，弦2010/11/11 27
