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第三節 做功了嗎
設計說明 本節內容有：機械功，怎樣才算做功，怎樣計算功。在生產勞動中使用了許多簡單機械，但省力的機械不省距離，省距離的機械不省力。為了評價機械的功效，人們提出了“功”的概念。在講“怎樣才算做功”時，通過大量事例讓學生認識怎樣才算做功，并引導學生利用身邊事物進行體驗，如推物理課本在桌面上運動、將物理課本舉到頭頂、搬講臺等，使學生切實有所體會。 教學目標 【知識與技能】 1.理解做功的兩個必要因素，能判斷在什么情況下做功，在什么情況下不做功。 2.理解功的計算公式并能用來計算，知道功的單位。 【過程與方法】 1.通過學習，培養學生從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規律的能力，能嘗試應用已知的科學規律去解釋某些具體問題。 2.培養學生初步的分析概括能力。 【情感、態度與價值觀】 1.培養學生樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理學原理的興趣。 2.樹立學生將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。 3.結合教材和聯系生活實際，培養學生的學習興趣和熱愛生活的情感。 重點難點 教學重點 理解做功的兩個必要因素并能運用公式進行計算。 教學難點 理解做功的兩個必要因素，能判斷在什么情況下做功，不做功。 教學方法 討論法：通過提問、討論等方式,培養學生主動思考的學習意識。 教具、學具 定滑輪、動滑輪、細繩、物體、光滑的木板、鋼珠。 授課時數 1課時 教學過程 導入新課 我們平時常說到“做工”，日?！白龉ぁ笔侵浮白x書”“工作”“勞動”，認為花費了力氣一定能做功，不會徒勞無功。物理學中也有“做功”，可是物理學中的“做功”與日常生活中所說的“做工”有著不同的含義。 講授新課 一、機械功 我們前面學過用動滑輪提升重物，不計滑輪重力以及滑輪與繩子之間的摩擦的情況下，發現動滑輪由2段繩承擔時，拉力就是物重的，拉力上升的距離是重物上升高度的2倍。如果把拉力與上升距離相乘，正好等于物重與物體上升高度的乘積，即＝。后來人們發現使用其他機械也是如此，人們逐漸認識到力和物體在力的方向上移動距離的乘積，是一個有意義的物理量。物理學中把力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積叫做機械功，簡稱功。 二、怎樣才算做功 1.引導學生分析圖中做功了嗎？總結一個物體對另一個物體做功的條件。 2.舉例分析做功的情況 （1）學生實驗：用手推物理課本在桌面上運動。 教師提問：你推書前進時做功了嗎？為什么？ 生：做功了。因為人對書施了力，書在力的方向上通過了距離。 （2）學生實驗：把物理書舉到頭頂上。 教師提問：你對書做功了嗎？為什么？ 生：做功了。因為我對書施了力，書在力的方向上通過了距離。 （3）教師演示：沿斜面將物理書從底端拉到頂端。 然后提問：我對書做功了嗎？為什么？ 生：做了。因為您對書施了力，書在力的方向上通過了距離。 教師表揚激勵學生回答問題的很好。 然后提問：通過對剛才一組做功實驗的分析，誰能說出做功需要哪些要素？ （學生舉手回答，教師板書） 做功的要素：①作用在物體上的力 ②物體在力的方向上通過一段距離 （4）學生實驗：請班上力氣最大的學生上前搬講臺，但沒有搬動。 教師提問：此同學對講臺做功了嗎？為什么？ 生：沒有。因為他雖然對講臺施了力，但講臺在力的方向上沒有通過距離。 師：對。 （5）教師演示：將鋼珠在光滑的水平木板上依靠慣性滾動，討論有沒有力對鋼珠做功嗎？為什么？ 生：沒有。因為鋼珠雖然在水平方向上通過了距離，但它在水平方向上并沒有受到力。 （6）學生實驗：讓一名學生扛起方凳由最前排走向最后排，討論該同學對方凳做功了嗎？為什么？（這個情況較難，教師要注意提示，引導學生進行分析） 生：沒有。因為他對方凳施的力是向上的，但方凳移動的距離是水平的，距離不是力的方向上的距離，這時力和距離垂直，這種情況不做功。 教師總結提問：同學們分析得太好了。那么誰能說出不做功的情況分為哪幾種呢？ （學生舉手回答，教師板書） 不做功的情況：0 ，，。并指出第一種情況是缺距離無功，第二種情況是缺力無功，第三種情況是垂直無功，它與第一種情況的區別是：第一種情況物體沒動，第三種情況物體動了。 師：要求學生舉出兩個做功與不做功實例。 【跟進訓練】 1.判斷： （1）只要有力作用在物體上，力就對物體做了功。（錯） （2）有力作用在物體上，物體又移動了距離，力就對物體做了功。（錯） （3）有力作用在物體上，物體在力的方向上移動了距離，那么這個力就對物體做了功。（對） 2.下列情況中是否有力對物體做了功？如果有，請說明是什么力做功。 （1）手提著水桶不動。（沒有做功） （2）手提著水桶在水平路面上前進。（沒有做功） （3）蘋果從樹上掉下來。（重力做功） （4）把箱子從一樓搬到四樓。（舉力對箱子做功） 三、怎樣計算功 1.教師分析圖中甲、乙、丙三種情況下 （1）甲與乙相比，哪個做功多？ （2）乙與丙相比，哪個做功多？ 結論：同一物體受力越大，使物體移動距離越大，這個力做功越多。 2.啟發學生概括：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。 進而得出功的公式： 3.學生閱讀教材了解功的單位：焦（J）以及1J的物理意義，知道1J的大小。 1J=1N·m——物體在1N力的作用下，在力的方向上前進了1m，則這個力對物體做了1J的功。用手慢慢勻速舉起兩個雞蛋，升高1m時，手對雞蛋做的功差不多就是1J。 請學生估算：一名普通學生上一層樓大約所做功的多少？ 分析：一名普通學生質量約為50kg，所受的重力為500N，一層樓高約為3m，故一名普通學生上一層樓大約所做功為。 4.教師強調：（1）使用時單位統一；（2）做功時不能突然撤去；（3）做功的多少只由決定，跟物體是做勻速直線運動還是變速直線運動無關；（4）此處“牛頓·米”與杠桿平衡條件計算力和力臂乘積的“牛頓·米”是不同的。 出示例題 例1：人拉著重為2 000 N的車子沿水平方向前進5m，人拉車的力做的功是多大？ 演示：人拉車的力做的功是：2000 N×5 m =10 000 J＝104 J。 分析：綜上可知，不能簡單地說“有了力有了距離就把它們相乘就得到功，要明確是什么力做功，力的方向上通過了多少距離?！?提問：要計算出人拉車的力所做的功還必須知道什么？（拉力的大?。?若人用了400N的拉力拉車子，拉力做的功是多大？板演過程。 例2：重力為100N的物體，受到20N的水平拉力，在水平面上勻速前進5m，則重力做功是多少焦，拉力做功是多少焦？ 解：物體在水平方向前進5m，在豎直方向沒有移動距離 故重力做功為0J 已知：拉力，物體在拉力方向上移動距離為5m 由功的計算公式。 （教師講解，板演解題步驟，規范計算題格式） 【跟進訓練】 1.對于功的理解，下列說法正確的是（ D ） A.作用在物體上的力越大，做的功就越大 B.物體移動的距離越長，做的功就越多 C.有力作用在運動的物體上，做的功就越多[] D.有力作用在物體上，物體在力的方向上移動距離才算力對物體做了功 2.某人用50N的力，將重30N的鉛球拋出8m遠，這個人對鉛球做的功為（ D ） A.400J B.240J C.0J D.無法計算 3.在水平桌面上，將重20N的木塊沿直線勻速向前推了5m，所用的推力是4N，撤去推力后，木塊由于慣性又前進 1m后停止，則推力做功 20 J，重力做功 0 J。 4.在水平地面上，小明用50N的水平推力推動重100N的箱子，前進了10m，他做了多少功？如果他把這個箱子勻速舉高1.5m，他做了多少功？ 解：推力做功為 他將箱子勻速舉高1.5m，做功為。 課堂小結 一、機械功 物理學中把力和物體在力的方向上移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功。 二、怎樣才算做功 1.做功的兩個必要因素： （1）作用在物體上的力；（2）物體在力的方向上通過一段距離。 2.不做功的情況： （1） （缺距離無功）；（2） （缺力無功）；（3）（垂直無功）。 三、怎樣計算功 1.公式：功=力×在力的方向上通過的距離 () 2.單位：焦耳，簡稱：焦，符號：J。1焦耳＝1牛頓·米。 3.對公式的理解：（1）使用時單位統一；（2）做功時不能突然撤去；（3）做功的多少只由決定，跟物體是做勻速直線運動還是變速直線運動無關；（4）此處“牛頓·米”與杠桿平衡條件計算力和力臂乘積的“牛頓·米”是不同的。 當堂達標 1.如圖所示，以下實例所列舉的幾個力中，沒有對物體做功的力是（ ） A．船在水的作用下前進 B．靜止的小車在拉力的 一段距離 作用下向前運動 C．汽車在剎車阻力的作 D．當杠鈴靜止后，舉重運 用下滑行了一段距離 動員對杠鈴的支持力 答案：D 2.中學生小明從地上撿起一個雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂，此過程中他對雞蛋做的功約為（　?。?A．1J B．2J C．10J D．20J 答案：A 3.小李同學先后用同樣大小的力F使同一木箱分別在如圖所示甲、乙、丙三個表面上沿力的方向移動相同的距離s，力F在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，則（ ） 甲 乙 丙 A．W甲＜W乙＜W丙 B．W甲＞W乙＞W丙 C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙 答案：C 4.麗麗同學用一個距離地面3m高的定滑輪拉住重200N的物體，從滑輪正下方沿水平方向移動4m，如圖所示，若不計繩重和摩擦，她至少做功（ ） A．400J B．600J C．800J D．1000J 答案：A 5.做功的兩個必要因素是：作用在物體上的力和物體在____________通過的一段距離。 答案：力的方向上 6.用20N的力沿水平方向，將重200N的物體向前推動4m，推力所做的功為_______J；接著再將此物體，勻速向上托舉1m，托力所做的功是______J。 答案：80 200 7．如圖所示，斜面長5m，高1m，工人用沿斜面方向300N的力勻速將重為1 200 N的木箱推到車上。求： (1)推力對木箱做的功是多少焦耳？ (2)克服重力做功多少焦耳？ 解：(1)推力沿斜面推動木箱，木箱移動的距離等于斜面的長度為5m，故推力對木箱做的功為=300N×5m＝1 500J； (2)木箱在豎直方向上移動的距離等于斜面的高度為1m，則克服木箱重力做的功為1 200N×1m＝1 200J。 板書設計 第三節 做功了嗎 一、機械功 物理學中把力和物體在力的方向上移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功。 二、怎樣才算做功 1.做功的兩個必要因素： （1）作用在物體上的力；（2）物體在力的方向上通過一段距離。 2.不做功的情況： （1） （缺距離無功）；（2） （缺力無功）；（3）（垂直無功）。 三、怎樣計算功 1.公式：功=力×在力的方向上通過的距離 () 2.單位：焦耳，簡稱：焦，符號：J。1焦耳＝1牛頓·米。 教學反思

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