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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第九章 機(jī)械與功
9.3 功
教學(xué)目標(biāo)：
1.物理觀念：
（1）知道機(jī)械功的兩個(gè)因素，知道機(jī)械功的概念。
（2）知道機(jī)械功公式及單位。
2.科學(xué)思維：
通過實(shí)例，概括出做功的兩個(gè)必要因素。
3.科學(xué)探究：
通過交流討論，理解力不做功的幾種實(shí)例。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。
教學(xué)重點(diǎn)： 對(duì)功的概念的理解。
教學(xué)難點(diǎn)：判斷力是否對(duì)物體做功，以及功的計(jì)算。
教學(xué)課時(shí)：1課時(shí)
教學(xué)用具：多媒體、
教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)：
1、 創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課
2024年5月10日，在國(guó)際女子網(wǎng)球協(xié)會(huì)（WTA）1000羅馬站女雙首輪比賽中，中國(guó)組合王欣瑜/鄭賽賽成功晉級(jí)。
2024年4月25日20時(shí)59分，神舟十八號(hào)載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。
網(wǎng)球、飛船分別受到球拍、燃燒氣體的力的作用，這些力是否對(duì)網(wǎng)球、飛船做了功呢？
二、新課講授，師生互動(dòng)
（一）觀察與思考
如圖所示，分別描述了人們利用撬杠、起重機(jī)、拖拉機(jī)工作的情景。你能找出它們的工作過程有什么共同的特點(diǎn)嗎
一是撬杠對(duì)石頭有力的作用，二是石頭沿力的方向移動(dòng)了距離。
一是起重機(jī)對(duì)重物有力的作用，二是重物沿拉力的方向移動(dòng)了距離。
一是拖拉機(jī)對(duì)鐵犁有力的作用，二是鐵犁沿拉力的方向移動(dòng)了距離。
做功的兩個(gè)必要因素
第一，作用在物體上的力；
第二，物體沿著力的方向移動(dòng)了一段距離。
如果對(duì)物體施了力，并使物體沿力的方向移動(dòng)了一段距離，我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功。機(jī)械功簡(jiǎn)稱功(work)。可見，力和沿力的方向通過的距離是做機(jī)械功不可缺少的兩個(gè)因素。
功等于作用在物體上的力與物體沿力的方向通過的距離的乘積。
如果用F表示力，s表示物體沿力的方向通過的距離，W表示功，功可以表示為
W=Fs。
力的單位是牛(N),距離的單位是米(m),功的單位就是牛·米(N·m)，叫作焦耳（joule），簡(jiǎn)稱焦（J）。
1J=1N·m
焦耳是英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日生于索爾福。他父親是釀酒廠的廠主。焦耳從小體弱不能上學(xué)，在家跟父親學(xué)釀酒，并利用空閑時(shí)間自學(xué)化學(xué)、物理。他很喜歡電學(xué)和磁學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)特別感興趣。焦耳可以說是一位靠自學(xué)成才的杰出的科學(xué)家。焦耳最早的工作是電學(xué)和磁學(xué)方面的研究，后轉(zhuǎn)向?qū)徂D(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)研究。1866年由于他在熱學(xué)、電學(xué)和熱力學(xué)方面的貢獻(xiàn)，被授予英國(guó)皇家學(xué)會(huì)柯普萊金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?br/>把1個(gè)雞蛋舉高2m做的功約為1J。
（二）交流討論
想想看，如圖所示的幾種情景中，各個(gè)力是否做了功
把紙盒從地面搬起來的力
一是紙盒受到向上的力的作用，二是紙盒沿力的方向移動(dòng)了距離，所以這個(gè)力對(duì)紙盒做了功。
行走中向上搬報(bào)紙箱的力
一是紙箱受到向上的力的作用，二是紙盒沿水平的方向移動(dòng)了距離，力的方向與移動(dòng)距離垂直，所以這個(gè)力對(duì)紙箱沒有做功。
——有力的作用，移動(dòng)的距離與力的方向垂直，勞而無功。
用力很大的力推車，但車沒有移動(dòng)，此時(shí)人推車的力
一是車受到向前的力的作用，二是車沒有沿力的方向移動(dòng)了距離，所以此時(shí)人推車力對(duì)車沒有做功。
——有力的作用，沿力的方向移動(dòng)的距離為0，勞而無功。
大力士表演拉汽車前行，此時(shí)人拉車的力
一是汽車受到向前的力的作用，二是汽車沿拉力的方向移動(dòng)了距離，所以此時(shí)人拉車力對(duì)汽車做了功。
（三）例題解析
例題1 如圖所示，工人小李用55 N的力把重為100 N的水泥桶從地面拉到4 m高處。小李做了多少功
分析 本題給出了兩個(gè)力，一個(gè)是小李對(duì)繩的拉力，另一個(gè)是水泥桶受到的重力。依題意，要求的是小李做的功，即求小李對(duì)繩的拉力做了多少功。小李的拉力作用在繩子自由端，使繩子自由端升高，但題中給出的距離不是繩子自由端移動(dòng)的距離，而是水泥桶升高的距離。因此，要先依據(jù)使用動(dòng)滑輪時(shí)繩端與重物移動(dòng)距離的關(guān)系，確定出繩子自由端升高的距離。
解 繩子自由端上升的距離s=2h=2×4 m=8 m,
拉力做的功W=Fs=55N×8 m=440J。
答 小李把水泥桶拉到 4 m高處做了440J的功。
在例題中，小李拉動(dòng)繩子的自由端使之上升。由于繩子自由端上升，動(dòng)滑輪及水泥桶同時(shí)上升。因此，拉動(dòng)繩子自由端所做的功，就是拉力對(duì)動(dòng)滑輪和水泥桶所做的功。
想想看，在例題所述的過程中，動(dòng)滑輪對(duì)水泥桶做了多少功 與小李做的功相等嗎 為什么
不相等，小李所做的功就是拉力對(duì)動(dòng)滑輪和水泥桶所做的功。
動(dòng)滑輪對(duì)水泥桶做的功小于小李所做的功。
動(dòng)滑輪對(duì)水泥桶做的功W=Fs=Gh=100N×4m=400J 。
例題2 如圖所示，馬拉著質(zhì)量為1000kg的車，在水平公路上前進(jìn)了500m，馬的水平拉力為600N，求重力對(duì)車做的功和馬的拉力對(duì)車所做的功。
解 （1）車受到的重力G=mg=1000kg×9.8N/kg=9800N，
車在豎直方向移動(dòng)的距離為0，所以重力對(duì)馬車沒有做功。W=0J。
（2）馬的拉力做的功W=Fs=600N×500m=3×106J 。
答 重力對(duì)車所做功為0，馬的拉力對(duì)車做的功為3×106J 。
三、總結(jié)反思，超越自我
1．力學(xué)中的功。
做功兩個(gè)必要因素
一是作用在物體上的力；二是物體在這個(gè)力的方向移動(dòng)的距離。
三種情況不做功：有力無距離；有力有距離且方向垂直；無力作用靠慣性水平移動(dòng)距離。
2.功的計(jì)算。
1.功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。 W=Fs
功的單位：焦耳（焦） 1焦耳=1牛頓 米
1J=1N·m，把兩個(gè)雞蛋舉高1m做的功約為1J。
四、板書設(shè)計(jì)，整合提升
1.力學(xué)中的功。
做功兩個(gè)必要因素
一是作用在物體上的力；二是物體在這個(gè)力的方向移動(dòng)的距離。
三種情況不做功：有力無距離；有力有距離且方向垂直；無力作用靠慣性水平移動(dòng)距離。
2.功的計(jì)算。
1.功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。 W=Fs
功的單位：焦耳（焦） 1焦耳=1牛頓 米
1J=1N·m，把兩個(gè)雞蛋舉高1m做的功約為1J。
五、大海揚(yáng)帆，嘗試遠(yuǎn)航
1. 在下列情景中，對(duì)物體做了功的是（ ）
A．小球在光滑的平面上滾動(dòng)
B．用力搬大石頭未搬起
C．將地面的書撿起放到桌面
D．用力推講桌未推動(dòng)
2．在下列情景中，人對(duì)物體做了功的是（ ）
A．小明用力推車，但沒有推動(dòng)
B．小強(qiáng)舉著杠鈴靜止不動(dòng)
C．小悅背著書包靜立在原地
D．小明把一桶水從一樓提到二樓提起
3．小明從地面上撿起一枚雞蛋并舉過頭頂，小明對(duì)雞蛋所做的功最接近（ ）
A．0.1J
B．1J
C．10J
D．100J
4．小明背著重為40N的書包，在水平地面行走10m,從一樓通過樓梯間走進(jìn)2樓教室，他對(duì)書包所做的功約為（ ）
A. 400J
B. 160J
C. 320J
D. 560J
5．2024年4月4日，在剛剛結(jié)束的2024國(guó)際舉聯(lián)舉重世界杯上，中國(guó)隊(duì)李發(fā)彬憑借出色的實(shí)力，成功打破了抓舉和世界紀(jì)錄，以146公斤的成績(jī)贏得了抓舉金牌，李發(fā)彬?qū)Ω茆徦龅墓ψ罱咏? ）
A．146J
B．1460J
C．2920J
D．292J
參考答案1.C；2.D；3.B；4.B；5.C。
六、作業(yè)：P107.T3
課外作業(yè)P107.T1、T2、T4。
教學(xué)反思：
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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