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11.1功
【学习目标】
1．知道物体做功的两个必要条件，能判断物体是否做功。
2．理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。
3．通过思考、讨论及对实例的分析，让学生掌握物体做功的必要条件。
4．通过例题讲解引导学生使用功的公式进行简单的计算。
【教学重难点】
重点：理解功的概念。
难点：判断力对物体是否做功。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
思考：请说出下列词语中“功”的含义：功劳、立功、大功告成、事半功倍。
在物理学中，什么是力学中“功”的物理概念呢？
新课讲授：
探究点一、力学中的功
活动1：用叉车搬运货物时，叉车把货物从地面提升到一定高度。叉车托起货物，使货物在托力的方向上发生了位置的移动。我们看到了机械工作的成效。
在叉车举高货物的过程中，货物受到一个托力F的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离s，托力F作用的成效体现在物体被举高了。对于这种情况，物理学中就说叉车的托力做了功(work)。
通常而言，如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
活动2：请同学们看图：课本P63图11.1－3，乙：用力而未移动距离；甲：水平方向移动了距离但水平方向上却没有力。
分析得出：做功的两个必要条件：(1)作用在物体上的力；(2)物体在力的方向上移动的距离。
讲述：必要的意思就是一个都不能少，请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况，力对物体是否做功？
(1)手提着钩码在空中静止不动，问拉力是否对钩码做功？为什么？
(2)用力推讲台，讲台没有动，人做功了吗？
(3)用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？
(4)人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？
(5)人提一桶水沿水平方向前进，拉力做功了吗？
(6)手提着钩码匀速上升，问拉力是否对物体做功？为什么？
讲述：通过以上分析，我们看出，物理学中的做功与日常生活中工作的意思不同。日常生活中所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动，但物理学中功的含义要狭窄且严格得多，即做功必须同时满足两个必要条件。想一想同学们一起做的提书包和提书的实验中，我们所说的“累”的程度大小，这个“累”字体现的含义是什么？
教师归纳总结出，不做功的三种情况：
(1)有力没有距离不做功，即物体受到力的作用，但保持静止状态(s＝0，劳而无功)；
(2)有距离没有力不做功，即物体在运动方向上不受力的作用(F＝0，不劳无功)；
(3)通过的距离与力的方向垂直不做功，即物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力垂直(F⊥s，劳而无功)。
探究点二：功的计算
活动1：功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢？
力越大，使物体在力的方向上移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。
2．物理学中，力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作功。即功＝力×距离。
功的公式：W＝Fs。
W—功—焦耳(J)，F—力—牛顿(N)，s—距离—米(m)。
3．功的单位：焦耳(J)
l焦耳＝l牛顿·米　1 J＝1 N·m
活动2：小资料：伟大的物理学家—焦耳
焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对物
理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年
8月，在考尔克的一次学术报告会中提出热量与机
械功之间存在着恒定的比例关系，并测得热功当量
的值。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。
为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验。直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复做了四百多次实验，结果都相差不远。
例题：质量为50 Kg雪橇上装载了350 Kg的货物，一匹马拉着它匀速运到3000 m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800 N，求马运货时做的功。
解：马拉车所用的力与摩擦力大小相等
F=f=800 N
马移动的距离
S=3000 m
所以马做的功是
W=FS=800 N×3000 m=2.4×106 J
课堂练习：
1．如图是探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验，下列操作中正确的是　　
A．不需要使用刻度尺
B．必须保持斜面的倾斜角度不变
C．不可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究
D．先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度处，再沿着斜面匀速拉动小车至高度处，记下两次弹簧测力计的示数
【答案】D
【解析】．根据，，需用刻度尺测量斜面的长和高，故错误；
．为了多次测量找普遍规律，需要多次改变斜面的倾斜角度，故错误；
．为了改变斜面的粗糙程度，可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究，故错误；
．为了比较是否受力和省功，先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度处，再沿着斜面匀速拉动小车至高度处，记下两次弹簧测力计，故正确。
故选：。
2．用大小不同的力、且，分别拉同一个物体，两个力所做的功与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是　　
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】因为，，
所以，当移动距离为时，两个力做的功：，
分析图象可知，只有符合要求。
故选：。
3．如图所示，用的水平推力推着重为的物体沿水平方向做匀速直线运动，若推力对物体做了的功，则在这一过程中　　
A．重力做的功为 B．物体受到的摩擦力为
C．物体一定运动了 D．物体一定运动了
【答案】D
【解析】．物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功，故错误；
．由于物体做匀速直线运动，受到平衡力作用，即摩擦力与推力平衡，所以物体受到的摩擦力为，故错误；
．若推力对物体做了的功，则通过的距离为：，故错误，正确。
故选：。
4．下列说法中正确的是　　
A．作用在物体上的力越大，物体移动的距离越大，力做的功一定越大
B．对物体做的功越大，物体受到的力一定越大
C．力的大小一定时，力对物体所做的功与物体移动的距离成正比
D．以上说法都不对
【答案】D
【解析】．作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力做的功一定越大；必须强调在力的方向上；故错误；
．对物体做的功越大，物体受到的力不一定越大，还与移动距离大小有关。故错误；
．力的大小一定时，力对物体所做的功与物体在力的方向上移动的距离成正比；必须强调在力的方向上；故错误；
．由于的说法均错误，故的说法正确。
故选：。
5．关于做功的几个判断中，不正确的是　　
A．起重机将货物吊起时，起重机的拉力对货物做了功
B．某个人将铅球推出，铅球在空中运动过程中，推力对铅球做功
C．汽车载着货物在水平公路上行驶时，汽车对货物水平方向的牵引力做功
D．人用力托着一箱货物站着不动时，人对货物不做功
【答案】B
【解析】
．起重机将货物吊起时，货物受到拉力的作用，也在拉力方向上移动了距离，所以起重机的拉力对货物做了功，故正确；
．某个人将铅球推出，铅球在空中运动时，铅球没有受到推力的作用，所以此过程中推力不做功，故错误；
．汽车载着货物在水平公路上行驶时，汽车受到牵引力的作用，也在牵引力的方向上通过了距离，所以汽车的牵引力做了功，故正确；
．人用力托着一箱货物站着不动时，人对货物有力的作用，但货物没有在力的作用下移动距离，所以人没有对货物做功，故正确。
故选：B。
课堂小结：
一、功的定义：
1．如果物体受力且沿受力方向移动了一定的距离，就说力对物体做了功。
2．功包含的两个必要因素：
一是作用在物体上的力。（F）
二是物体沿力的方向通过的距离。（S）
二、功的计算：
功＝力×距离
公式：W＝FS
单位：焦耳符号：J
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
11.1功
1．力学中的功
(1)功：当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，力学里就说这个力做了功
(2)做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。
(3)不做功的三种情况：
①s＝0，劳而无功
②F＝0，不劳无功
③F⊥s，劳而无功
2．功的计算
(1)功的计算公式：W＝Fs
(2)功的单位：焦耳，简称焦(J)
1焦＝1牛顿·米
【课后反思】
功是能量转化的量度。正确理解功的含义，是学好功的计算、功率、机械效率和机械能等知识的基础。特别对做功的两个必要因素，学生如果能够很好地掌握它，就能够更好地去理解功的原理、机械效率等知识，并解决有关的问题。因此理解做功的两个必要因素是本节课的重点。由于“工作”概念的影响，学生对有些物体运动的情况是否做功还是不能正确地判断，例如举重运动员高举杠铃未动，人推车而车不动等，虽然人都消耗了体力，但是从物理学的角度来看，他们并没有做功；再比如冰块在光滑的冰面上滑动的过程，也没有做功。所以判断是否做功是教学中的难点。

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