初中物理人教版八年级下册11.1 功完美版ppt课件

第1节  功（导学案）

【学习目标】

1. 知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。能列举出生活中关于做功的实例。

2. 明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。

3. 能应用公式W=Fs进行简单的计算。

【学习重点】

1. 理解功的概念以及做功的两个因素；

2. 功的计算。

【学习难点】

三种不做功的情况。

【自主预习】

阅读教材，完成以下问题：

1.物理学中规定：如果一个      作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段     ，就说这个力对物体做了功。

2.做功的两个必要因素：  

①作用在物体上的      ； ②物体在力的方向上移动的      。

3.力不做功的三种情况：①“劳而无功”：物体受力但没移动     ；②“不劳无功”：有距离，但是和距离同一方向上没有    的作用，凭惯性保持继续运动，所以没有力做功；③“垂直无功”：物体受力和移动的方向     。

4.功的大小：

①规定：功等于      与物体在力的方向上移动的      的乘积。公式：             。

②功的单位：      （J）。把一个鸡蛋举高       m ，做的功大约是1J。

③理解：公式中的s一定是在力F的      上通过的距离，F和s是同一个物体在同一时间内，且同一方向上的两个量。

【合作探究】

探究一、力学中的功

【想一想】叉车把货物从地面托起，使货物向上发生位置的移动。在这个过程中，货物受到哪些力的作用？是哪个力提高了货物？

【分析】在叉车举高货物的过程中，货物受到两个力的作用：竖直向下的       力G和竖直向      的托力F。货物在托力F的作用下，向上移动了一段距离s，我们看到了叉车工作的成效。力F作用的成效体现在货物被举高了。对于这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力做了       。

1. 功的概念

如果一个       作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段         ，在物理学中就说这个力对物体做了功。

物理学中的功包含一种“贡献”和“成效”的含义，如果某个力对物体的移动做出了贡献，就说这个力对物体做了功。

 2. 做功的两个必要因素   

【想一想】如图甲、乙所示是力对物体做功的两个实例，这两个力做功的实例有什么共同点？

【分析归纳】甲和乙的共同点：物体受到了     的作用；物体沿力的方向移动了一段     。

【想一想】如图丙、丁所示是力对物体没有做功的两个实例。力对物体为什么没有做功？

【分析归纳】丙图中，人对滑板施加了向      的力，滑板在     方向上移动了一段距离，但没有在力的      上移动距离，因此人没有对滑板做功。

丁图中，人对石头施加了向上的力，但石头在力的作用下没有移动    ，因此人没有对石头做功。

【总结】做功的两个必要因素：

①作用在物体上的     ；②物体在力的方向上移动的     。

有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功。如人推小车，推力做了功，也常说人做了功。

3. 不做功的三种情况

【想想议议】以下三种情况中，力是否做功？

①如图甲、乙所示，举重运动员举着杠铃不动、人没有搬动石块。

【分析归纳】有力作用在物体上，但物体在力的方向上没有通过     ，所以力不做功。F≠0，s＝0（劳而无功）

②如图丙、丁所示，冰壶在平滑的冰面上滑行、踢出去的足球。  

【分析归纳】冰壶和足球由于惯性移动了距离，但是和距离同一方向上没有     的作用，所以没有力做功。F=0，s≠0 (不劳无功)

③如图戊、己所示，人提着滑板在水平路面上前行，叉车举着货物在水平方向上移动。

【分析归纳】人提着滑板在水平路面上前行，叉车举着货物在水平方向上移动；都有力作用在物体上，物体也移动了距离，但是力和距离是     的，所以没有力做功。(垂直无功)          

【总结】力对物体没有做功的三种情况：

【例题1】如图所示的四种情形中，对力是否做功判断正确的是（　）

A．甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走，人对滑板做了功

B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车做了功

C．丙图中人用力搬石头但石头未被搬动，人对石头做了功

D．丁图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功

探究二、功的计算

【想想议议】做功的多少和什么因素有关系呢？如图所示，是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景，请同学们仔细观察，思考下面的问题。

甲与乙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？甲与丙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？

【分析】甲与乙两次，     做功多。因为力相等，乙通过的     大。

甲与丙两次，     做功多。因为通过的距离相等，丙用的    大。

【总结】作用在物体上的    越大，物体在力的方向上移动的     越大，力所做的功越     。

1. 功的大小

力学中规定：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的     。

公式：功＝力×距离   W =          .

2. 功的单位

在国际单位制中，力的单位是          ，距离的单位是         ，则功的单位是N•m，它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号是     。

1 J＝1       .

1 N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1 J。

把1个鸡蛋举高2m，做的功大约是         J。

3. 运用功的公式时须注意的几个问题：

①使用W＝Fs时，统一使用国际单位制中的单位。

②根据W＝Fs可知，做功的多少只由力F和距离s决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦等情况         （有关/无关）。

【例题3】质量为50kg的雪橇上装满了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的雪地中匀速前行，将原木运到了500m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。

5. 关于克服阻力做功

如果物体运动的方向与一个力的方向相反，通常说这个力是阻力，我们就叫物体克服这个阻力做功。

例如，在水平面上推动物体前进时，要克服     力做功；提高物体时要克服     力做功。

人在爬楼梯时，要克服自己的重力做功，计算做功的大小时，应该用人的重力G乘以楼梯的竖直高度h，即W=       。

【例题3】如图5所示，小兰的质量为45kg，书包的质量为5kg，沿着楼梯登上三楼教室，若每层楼梯有15级台阶，每级台阶高20cm，问小兰从地面登上三楼需做多少功？（g=10N/kg）

【精讲点拨】

1. 三种不做功的典型情况

①“有力无距离”：有力的作用，但是物体在力的方向上移动的距离为零。

②“有距离无力”：有移动的距离，但是物体在移动距离的方向上不受力的作用。

③“力和距离方向垂直”：有力，也有移动的距离，但是力和距离的方向是相互垂直的。

2. 从能量转化的角度理解功的含义：做功的过程伴随着能量转化的过程。例如风力发电机，风通过对叶轮做功把机械能转化为电能，做了多少功，就有多少机械能发生了转化，就转化成多少电能，所以说功是能量转化的量度。

3.不同情况下计算功的方法：

①力F和移动距离s的方向相同：该力做功大小为W=Fs。

②克服阻力做功：如果物体移动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。比如克服重力做功时，做功大小为W=Gh（G为重力）；克服摩擦力做功时，功的大小为W=fs（f为摩擦力）。

【归纳整理】

【课堂练习】

1．下列情况下，小明对物理课本做了功的是 （        ）

A. 阅读静止在桌面上的物理课本

B. 水平推物理课本，但未推动

C. 物理课本自由下落的过程

D. 将物理课本从地面捡起的过程

2. 下列所示现象中，力对物体做功的是（　　）

A．图甲：用力搬石头，没有搬动

B．图乙：用力提着滑板在水平路面上前行

C．图丙：用力将木箱推到斜面的顶端

D．图丁：用力举着杠铃在空中不动

3．如图所示是台球比赛中的情景，白球和黑球静止在水平球台上，运动员手推球杆撞击白球，白球运动后再撞击黑球。下列说法正确的是（       ） 

A. 击球后，白球离开球杆向前滚动时，球杆对白球做了功

B. 白球在水平球台上滚动时，白球的重力对它做了功

C. 白球撞击黑球后，黑球滚动时，白球对黑球做了功

D. 运动员手推动球杆前进时，手对球杆做了功

4. 如图所示，小明同学的质量约50 kg，从一楼走到三楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为（　  　）

   A.  30 J            B.  300 J          C.  3 000 J          D.  10 000 J

5. 小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的小车在水平地面上前进了2 m，松开手后，小车仍向前滑行了1 m，整个过程中小明做功____J，小车的重力做功____J。

6. 小明参加中考体育测试。在跳绳测试中，1 min跳了150次，每次跳起的高度为5 cm，小明的质量为50 kg。小明所受的重力是_____N，小明每跳一次做功是____J。（g取10 N/kg ）

7．一个人先后用同样大小的力F 将质量为m的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　  ）

A. W1＜W2＜W3           B. W1＜W2 = W3            C. W1 = W2 = W3           D. W1= W2＜W3

8．如图所示，AC＞BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中（　　）

A．两次推力做功大小相同

B．两次克服摩擦力做功大小相同

C．两次克服物体重力做功大小相同

D．两个斜面的支持力对物体做功大小不相等

9. 如图所示，甲、乙两同学各用水平推力推一相同的木箱，甲推的木箱下面有轮子，乙推的木箱直接放在同样的水平地面上，若甲、乙都把木箱匀速向前推了1m的距离，则甲、乙两同学做的功 （      ）

A．甲做的功多                          B．乙做的功多    

C．甲、乙做的功一样多          D．无法确定 

10.  如图所示，被誉为“中华神盾”的防空导弹驱逐舰是我国海军的中坚力量，它满载时总重力为6.0×107N。在某次演习中，驱逐舰满载时以36km/h的速度匀速直线航行了30min，航行过程中受到的阻力是总重力的0.01倍。求驱逐舰匀速直线航行过程中：

①通过的路程是多大？

②牵引力是多大？

③克服阻力做了多少功？

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？