資源簡介

(共33張PPT)
第十一章 功和機(jī)械能
第1節(jié) 功
教學(xué)分析
課前準(zhǔn)備
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能結(jié)合實(shí)例理解做功的含義，能說出做功包含的兩個必要因素，并能判斷力是否對物體做功。
2.掌握計(jì)算功的大小的表達(dá)式，以及表達(dá)式中每個物理量的物理意義和單位，能應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的計(jì)算。
3.理解功的定義，并可以用概念解釋實(shí)際物體的運(yùn)動做功過程。
課前準(zhǔn)備
教學(xué)分析
學(xué)習(xí)重點(diǎn) ：判斷力對物體是否做功，以及做功的相關(guān)計(jì)算。
學(xué)習(xí)難點(diǎn) ：理解功的概念。
學(xué)習(xí)方法 ：分析歸納法；練習(xí)鞏固法。
相關(guān)準(zhǔn)備：多媒體課件 、搜集有關(guān)“焦耳”相關(guān)背景知識。
教學(xué)內(nèi)容
01
情境引入
02
互動新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結(jié)
點(diǎn)我喔
情境引入
想一想
如圖，一輛叉車準(zhǔn)備把貨物從地面搬到車上，叉車要完成這個任務(wù)，一共要經(jīng)歷幾個過程
演示
情境引入
總結(jié)
叉車要完成這個任務(wù)， 一共要經(jīng)歷三個過程：
首先叉車勻速將貨物舉起；
然后叉車托著貨物向前水平移動一段距離；
最后將貨物緩慢勻速放在車上。
這三個過程看似相似，其實(shí)有著本質(zhì)的不同，它們有什么不同呢 這就是我們今天要討論的內(nèi)容 。
互動新授
知識點(diǎn)一 力學(xué)中的功
想一想
放在地面上的貨物受幾個力 請你畫出這幾個力的示意圖，并說出這幾個力之間的關(guān)系 。
貨物此時受兩個力的作用 — — 重力和支持力。因?yàn)槲矬w處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以這兩個力是一對平衡力 。
F支
G
互動新授
想一想
問題一：叉車勻速將貨物舉起的過程中，貨物受幾個力 請你畫出這幾個力的示意圖，并說出這幾個力之間的關(guān)系。
貨物此時受兩個力的作用 — — 重力和支持力。因?yàn)槲矬w處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，所以這兩個力是一對平衡力。
問題二：貨物受到的支持力的施力物體是誰
叉車。
問題三：叉車對貨物的力，與貨物運(yùn)動的方向有什么關(guān)系
叉車對貨物的支持力與貨物運(yùn)動的方向一致 。
F支
G
互動新授
如圖，貨物因?yàn)槭艿讲孳嚨闹С至Γ蛏弦苿右欢尉嚯x。也就是說叉車對貨物的力F的成效體現(xiàn)在貨物被舉高了一段距離s。對于這種情況，物理學(xué)中就說叉車托起貨物的力對貨物做了功。
做功：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，我們就說這個力對物體做了功。
互動新授
知識點(diǎn)二 力做功的公式
想一想
運(yùn)動員從地面抓起杠鈴后高高舉起，小孩費(fèi)了好大的力氣提起一桶水。在這兩個情境中，力的大小不一樣，移動的距離也不一樣，我們很容易看出，運(yùn)動員舉起杠鈴比小孩提起水桶做的功多。我們來探究以下三個過程：
第1次：你提著10 N 的書包從一樓爬到二樓；
第2次：你提著10 N 的書包從一樓爬到三樓；
第3次：你提著20 N 的書包從一樓爬到三樓。
互動新授
問題一：第1次和第2次運(yùn)動中，哪次做功多
第2次
問題二：第2次是第1次做功的幾倍
2倍
問題三：為什么
因?yàn)檫@兩次人提的物體相同，人對物體的力相同，但第2次物體上升的高度是第1次的2倍。
問題四：第2次和第3次運(yùn)動中，哪次做功多
第3次
問題五：第3次是第2次做功的幾倍
2倍
問題六：為什么
因?yàn)檫@兩次物體上升的高度相同，但第3次人對物體的力是第1次人對物體所用力的2倍。
第1次：你提著10 N 的書包從一樓爬到二樓；
第2次：你提著10 N 的書包從一樓爬到三樓；
第3次：你提著20 N 的書包從一樓爬到三樓。
互動新授
通過上面的例子，我們可以得出：作用在物體上的力越大、物體在力的方向上移動的距離越遠(yuǎn)，力所做的功也就越多。
功：力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
功的計(jì)算公式：功=力×距離，用W 表示功，F(xiàn) 表示作用在物體上的力，s 表示物體在力的方向上移動的距離，功的計(jì)算公式可以寫成W=Fs。
W = Fs
牛(N)
米(m)
焦耳(J)
即：1J＝1N·m
使用時單位要統(tǒng)一！
特別注意：
在用此公式計(jì)算功的大小時，受到力 F 作用的物體和移動了距離的物體必須是同一個“對象”;“對象”移動距離的方向和它受力的方向必須一致，且必須同時。
互動新授
對焦耳這一單位的感性認(rèn)識：
將兩個雞蛋舉高1m, 做功大約1J;
將一袋10 kg 的大米從地面扛到肩上，做功約150 J;
體重600 N 的某學(xué)生從一樓走到二樓，做功約1800J;
將一瓶500 mL 的礦泉水從地上拿起做功約10 J。
互動新授
知識點(diǎn)三 力做功的兩個必要因素
想一想
問題一：剛上課時我們說到叉車搬運(yùn)貨物時，貨物因?yàn)槭艿讲孳嚨闹С至Γ蛏弦苿右欢尉嚯x，在這個過程中叉車的支持力對貨物就做了功。但“叉車托著貨物 向前水平移動一段距離”，這個過程中叉車對貨物做功了嗎
沒有。
問題二：為什么
因?yàn)椴孳噷ω浳锏闹С至εc貨物運(yùn)動的方向不一致。
互動新授
做功的兩個必要因素：
1.物體受到了力的作用(F)；
2.物體在力的方向上移動了一段距離(s)。
特別注意
互動新授
想一想
問題一：剛才我們分析了“叉車搬運(yùn)貨物”的前兩個過程，那第三個過程，即貨物 被緩慢放在車上的過程中，貨物受到的重力做功了嗎
做了。
問題二：為什么
因?yàn)樨浳锸艿街亓Γ邑浳镌谥亓Ψ较蛞惨苿恿司嚯x。
總結(jié)：叉車搬運(yùn)貨物這個過程中，第一步是叉車對貨物做功，第二步叉車對貨物沒有做功，第三步重力對貨物做了功 。 因此我們說“這三個過程看似相似，其實(shí)有著本質(zhì)的不同” 。
互動新授
想一想
下面我們看教材P85“ 想想議議”，并回答其中的問題 。
互動新授
想一想
問題一：一個人搬石頭，未搬起，此時石頭受幾個力
三個力，分別是重力、拉力、支持力。
問題二：人對石頭有沒有作用力
問題三：石頭有沒有移動距離
問題四：人對石頭是否做功
總結(jié)：人對石頭有向上的拉力作用，但石頭沒有在拉力的方向上移動，所以人對石頭的力沒有做功。
互動新授
想一想
問題一：一個人推車在水平方向上前行，此時車受幾個力
四個力，分別是推力、阻力、重力、支持力。
問題二：人對車是否做功
人對車施加了推力，在推力方向上車移動了一定距離，所以人對車的推力做了功。
問題三：在此過程中，支持力對車是否做功
因?yàn)檐嚊]有沿著支持力的方向移動距離，所以支持力對車沒有做功。
總結(jié)：同理，重力對車也沒有做功。
你還能舉哪些人對物體沒有做功的例子
互動新授
總結(jié)
不做功的三種情況
有力無距離
有距離無力
力與距離垂直
互動新授
第一類：有力沒有距離。
如：
你端著 一盆水沒有動，此時你對水盆的力就沒有做功 。
你推講臺，沒有推動，此時你的推力沒有做功。
互動新授
第二類：有距離沒有力。
如：
踢出去的足球，在水平草地上運(yùn)動時，人對球沒有做功，因?yàn)榇藭r人的腳已經(jīng)離開了足球，足球是靠慣性向前運(yùn)動，人對球沒有力的作用，所以人對球沒有做功。
投擲出去的標(biāo)槍，在空中飛行時，人對標(biāo)槍沒有做功，因?yàn)榇藭r標(biāo)槍已經(jīng)離開了手，標(biāo)槍是靠慣性向前運(yùn)動，人對標(biāo)槍沒有力的作用，所以人對標(biāo)槍沒有做功.
互動新授
第三類：有力有距離，但物體移動的方向與此時力的方向垂直。
如：
你端著一盆水，水平走動時，人對水盆的力就沒有做功。 因?yàn)榇藭r人對水盆的力，豎直向上(與重力是 一對平衡力)，但水盆是水平移動，與人對水盆的力方向 正好垂直，所以人對水盆的力沒有做功。
踢出去的足球，在水平草地上運(yùn)動時，支持力對球沒有做功，因?yàn)榇藭r支持力豎直向上(與重力是一對平衡力)，但足球是水平移動，與支持力的方向垂直，所以支持力對足球沒有做功。
互動新授
分析與總結(jié)
力對物體做功的兩個必要因素是：力和沿著力的方向移動的距離。
注意：有時為了敘述方便，某個力做功往往也說成施力的物體做了功。如人推車，推力做了功，也常說人做了功。
互動新授
知識點(diǎn)四 功的計(jì)算
想一想
請大家看教材 P86 例題，并找出題目中的已知條件和所要解答的物理量。
第(1)小問中，
已知：構(gòu)件的質(zhì)量為1.5 t，構(gòu)件上升的高度為30 m
要求：豎直向上的拉力做的功。
互動新授
說明：我們拿到題目后，首先要找出題目中的已知量和未知量。然后要明確物體的運(yùn)動狀態(tài)，或者是運(yùn)動過程。比如該例題中構(gòu)件的運(yùn)動狀態(tài)是“勻速上升”。第三步是對物體(構(gòu)件)進(jìn)行受力分析。
下面請同學(xué)們畫出該構(gòu)件勻速上升過程中的受力示意圖。
提升構(gòu)件
F拉
G
思考：這個構(gòu)件只受兩個力的作用，一個是重力，另一個是 拉力。這兩個力有什么關(guān)系
它們是一對平衡力
互動新授
(1)把質(zhì)量為1.5 t的構(gòu)件勻速提升到30 m高的樓頂，豎直向上的拉力做了多少功
提升構(gòu)件
解：(1) 構(gòu)件在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動，構(gòu)件所受的拉力與重力大小相等，即F=G=mg=1.5×103 kg×10N/kg=1.5×104 N，
構(gòu)件在豎直方向上移動的距離：s=30m，
所以，拉力做的功：W＝Fs＝Gh＝1.5×104 N×30m＝4.5×105 J。
互動新授
想一想
問題一：在第(2)小問中，構(gòu)件是怎樣移動的 此時構(gòu)件的受力情況是否改變
問題二：豎直方向上的拉力做多少功
說明：因?yàn)榇藭r構(gòu)件受到的拉力方向豎直向上，但構(gòu)件的移動方向是水平方向，所以豎直方向上的拉力沒有做功，即拉力做的功為W'=Fs'=0
互動新授
(2)依據(jù)需要，又將這個構(gòu)件沿水平方向勻速移動了3 m。在水平運(yùn)動階段，豎直向上的拉力又做了多少功
提升構(gòu)件
解：（2）拉力的方向豎直向上。構(gòu)件在水平方向上移動了3m，但在豎直方向上沒有移動距離，即s'=0。所以，拉力做的功：W'=Fs'=0。
鞏固拓展
【例】 質(zhì)量為50 kg 的雪橇上裝載了350 kg 的貨物，一匹馬拉著它將貨物勻速運(yùn)到了3000 m 外的貨場。如果雪橇行進(jìn)中受到的摩擦力是800 N, 求馬運(yùn)貨時做的功 。(g 取10 N/kg)
【答案】 W=Fs=800N×3000m=2.4×10 J
鞏固拓展
【解析】 因?yàn)轳R拉貨物勻速運(yùn)動，所以馬對貨物的拉力與貨物受到的摩擦力是一對平衡力，所以馬對貨物的拉力大小等于800 N, 而貨物在拉力的作用下移動 的距離為3000 m，根據(jù)功的公式 W=Fs即可求解。
馬拉貨物勻速運(yùn)動，馬對貨物的拉力與貨物受到的摩擦力大小相等，即 F=f =800N。貨物在拉力方向上移到的距離為3000 m。所以，拉力做的功W=Fs=800 N×3000m=2.4×10 J。
課堂小結(jié)
3. “力做功”的公式：W=Fs。
力(F)——單位：牛(N)
距離(s)——單位：米(m)
功(W )—— 單位：焦耳(J)
1.重要的物理概念“力做功”。
定義：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，我們就說這個力對物體做了功。
2.。
下節(jié)課，再見！

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