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第十一章　功和機械能
第1節(jié)　功
知識與技能：
1．結(jié)合實例知道機械功的概念。
2．知道做功的兩個必要因素。
3．理解功的定義、計算公式和單位，并會用功的計算公式進行簡單的計算，知道使用任何機械都不省功。
過程與方法：
1．通過思考和討論，判斷力是否對物體做了功，學會從物理現(xiàn)象中歸納簡單的物理規(guī)律。
2．通過觀察和總結(jié)，了解功的含義，學會用科學探究的思維研究物理問題。
情感、態(tài)度與價值觀：
1．樂于探索自然現(xiàn)象和物理規(guī)律，樂于參與觀察、實驗、探究活動。
2．有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。
重點：理解做功的兩個必要因素，會用功的計算公式W＝Fs進行簡單計算。
難點：判斷力對物體是否做功，以及做功的計算。
多媒體課件。
一、情景導入
多媒體展示圖片：生活中幾種常見的情景。
　　　　　　
用力推石頭，石頭一動不動，有力，但是沒有成效；搬起文件箱，用力，有了成效，搬著文件箱水平走動，有向上搬的力，也有成效，但不是豎直向上的力的成效；踢足球，球飛出后，沒有了踢力，足球受到阻力，會停下來，阻力有了成效。文件箱和足球在力的作用下都發(fā)生了位置的變化，力的作用顯示出了成效。
力學主要是研究力和運動的關系。如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，這個力的作用就顯示出成效，力學里就說這個力做了功。本節(jié)課我們就來研究力對物體做的功。
多媒體播放視頻：汽車打滑。(視頻詳見教學課件)
同學們想一想，在這一過程中，車的牽引力產(chǎn)生效果了嗎？(沒有)為什么呢？今天我們就一起來學習相關內(nèi)容吧。
二、合作探究
　力學中的功
今天我們要學習的“功”這個物理量和什么因素有關呢？怎樣來探究呢？
(1)同學們觀察一下這兩幅圖中有什么共同的地方或者共同的要素。(都有力，物體都移動了一段距離)移動的距離和力之間有何關系？(是在力的作用下，在力的方向上移動的距離)
　
(2)同學們觀察圖片：甲水平方向移動了距離但水平方向上卻沒有力；乙用力而未移動距離。
　　　　
根據(jù)以上分析得出：做功的兩個必要因素：(1)作用在物體上的力；(2)物體在力的方向上移動的距離。
必要的意思就是一個都不能少，請同學們用做功的兩個必要因素交流討論判斷下面幾種情況，力對物體是否做功？
(1)手提著鉤碼在空中靜止不動，問拉力是否對鉤碼做功？為什么？
(2)用力推講臺，講臺沒有動，人做功了嗎？
(3)用腳踢出足球，球在地面上滾動，滾動過程中，人對球做功了嗎？
(4)人推著木箱前進時，箱子的重力和支持力做功了嗎？為什么？
(5)人提一桶水沿水平方向前進，拉力做功了嗎？
(6)手提著鉤碼勻速上升，問拉力是否對物體做功？為什么？
不做功的三種情況：
(1)有力沒有距離不做功，即物體受到力的作用，但保持靜止狀態(tài)(s＝0，勞而無功)；
(2)有距離沒有力不做功，即物體在運動方向上不受力的作用(F＝0，不勞無功)；
(3)通過的距離與力的方向垂直不做功，即物體受到某力的作用，但運動方向始終與該力垂直(F⊥s，勞而無功)。
　功的計算
通過以上的學習，我們知道了做功包含兩個必要因素，缺一不可，又知道有三種情況下力不做功，那么試想一下，力學中的功的大小可能與哪些因素有關呢？
我們看一個示例：
設問：①比較甲、乙，________做的功多，比較甲、丙，________做的功多；②根據(jù)以上分析說明做功多少與________和________有關。
力學里規(guī)定，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
(1)功的計算公式：功＝力×距離(W＝Fs)。
(2)單位：焦耳，簡稱焦，符號是J。1焦＝1牛·米(1 J＝1 N·m)。
(3)符號的意義及單位：W——功——焦耳(J)；F——力——牛頓(N)；s——距離——米(m)。
(4)1 J的含義：1 N的力使物體在力的方向上通過1 m距離時，這個力對物體所做的功為1 J。
【例】一個人用50 N的力沿水平方向勻速推一輛重200 N的車前進2 m，求這個人對車做功多少？重力對車做功多少？
解：人的推力為50 N，在推力的方向上車移動的距離為2 m，則這個人對車做功：W人＝Fs＝50 N×2 m＝100 J；重力在豎直方向上沒有移動距離，所以重力對車做的功：W重＝Gh＝200 N×0 m＝0 J。
(1)公式W＝F·s的運用應注意以下幾點：
①同一性：F和s是對同一物體；
②同時性：F和s同時發(fā)生；
③同向性：F和s方向一致；
④統(tǒng)一性：F、s、W的單位分別是N、m、J。
(2)如果一個力的方向和物體移動的方向相反，我們就說物體克服這個力做功。
第1節(jié)　功
功
功是能量轉(zhuǎn)化的量度。正確理解功的含義，是學好功的計算、功率、機械效率和機械能等知識的基礎。特別是對做功的兩個必要因素，學生如果能夠很好地掌握它，就能夠更好地去理解功的原理、機械效率等知識，并解決有關的問題。因此理解做功的兩個必要因素是本節(jié)課的重點。由于“工作”概念的影響，學生對有些物體運動的情況是否做功還是不能正確地判斷，例如舉重運動員高舉杠鈴未動、人推車而車不動等，雖然人都消耗了體力，但是從物理學的角度來看，他們并沒有做功；再比如冰塊在光滑的冰面上滑動的過程，也沒有做功。所以判斷是否做功是教學中的難點。

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