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第十一章 功和机械能
11.1 功
教学目标：
1.物理观念：
（1）知道机械功的两个因素，知道机械功的概念。
（2）知道机械功公式及单位。
2.科学思维：
通过实例，概括出做功的两个必要因素。
3.科学探究：
通过想想议议，理解力不做功的几种实例。
4.科学态度与责任：
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点：对功的概念的理解。
教学难点：判断力是否对物体做功，以及功的计算。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、小车、细绳、书包。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2023年4月8日至10日，中国人民解放军东部战区按计划在台湾海峡和台岛北部、南部、台岛以东海空域组织环台岛战备警巡和“联合利剑”演习。
直升飞机将运载车辆吊运到目标所在地。
我国自主研发的山东舰参与了“联合利剑”演习。对蔡英文窜美国后给与有力的震慑。
满载游客的过山车，载机械的带动下向着轨道的最高端攀行 忽然，它向已批脱缰的野马，从轨道的最高端飞驰而下！它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驶上高高耸立着大回环的顶端 你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗？你知道过山车为什么能够达到大回环的最高点吗？学完这一章，你就都会清楚。
二、新课讲授，师生互动
叉车搬运货物，把货物从地面提升了一定高度 。叉车用力托起货物，使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。 我们看到了叉车的工作成效。直升机吊运货物，把货物从地面提升了一定高度 。直升机用力吊起货物，使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。 我们看到了直升机的工作成效。
（一）力学中的功
在叉车举高货物的过程中，货物受到一个向上的力F的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离s，力F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做了功（work）。
通常而言，如果一个力的作用在物体上，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。
想想议议
力做功的实例。想一想，这些做功的实例有什么共同点？
甲 小车在推力的作用下,向前运动了一段距离。在推力的方向上移动了距离，推力做了功。
乙 物体在绳子拉力的作用下升高。在拉力的方向上移动了距离，拉力做了功。
力学里所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。二者缺一不可。
力不做功的实例。想一想，力为什么没有做功？
人提着滑板在路上行走，手对滑板的力是向上的，而滑板只在水平方向上移动，并没有在提滑板的力的方向上移动，人提滑板的力没有做功。
力的方向与移动的距离方向垂直，力没有做功——“劳而无功”。
用力搬一块大石头而没有搬动，石头在力的方向上没有移动，人对石头的作用力也没有做功。
有力的作用，但在力的方向上移动的距为零，力没有做功——“劳而无功”。
物理学中的不做功的三种情况：
（1）有力无距离——搬而不起
（2）有力有距离，但力的方向⊥距离——提水桶水平移动
（3）无力有距离——球在光滑水平面滚动（靠惯性），水平方向不受力。
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。
（二）功的计算
作用在物体上的力越大，物体在力的在力的方向上移动的距离越大，力做的功就越多。力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
　　功＝力×在力的方向上移动的距离
如果用F表示力，s 表示沿力的方向移动的距离，W 表示功，则功的表达式为
W=Fs
在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米。它有一个专门的名称叫焦耳（ joule），简称焦，符号是J。
功等于力与物体在力的方向移动的距离的乘积。
公式 W=Fs
单位：F — 力 — 牛顿（N）
s — 距离— 米（m）
W—功—焦耳（J）
功的单位：“牛 米”专业名称为：“焦耳”。
1J=1N·m
把1个鸡蛋举高2m做的功约为1J。
焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。
例题 质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前进，将原木运到了3000m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。
解： 雪橇在平直的路面上做匀速直线运动，马的水平拉力F与摩擦力大小相等，即
F = F摩=800N
雪橇沿水平拉力的方向移动的距离
s=3000m
所以，马的水平拉力做的功
W=Fs=800N×3000m=2.4×106J
马的水平拉力做的功是2.4×106J。
三、总结反思，超越自我
1.力学中的功。
做功两个必要因素
一是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向移动的距离。
三种情况不做功：有力无距离；有力有距离且方向垂直；无力作用靠惯性水平移动距离。
2.功的计算。
1.功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。 W=Fs
功的单位：焦耳（焦） 1焦耳=1牛顿 米
1J=1N·m，把两个鸡蛋举高1m做的功约为1J。
四、板书设计，整合提升
1.力学中的功。
做功两个必要因素
一是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向移动的距离。
三种情况不做功：有力无距离；有力有距离且方向垂直；无力作用靠惯性水平移动距离。
2.功的计算。
1.功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。 W=Fs
功的单位：焦耳（焦） 1焦耳=1牛顿 米
1J=1N·m，把两个鸡蛋举高1m做的功约为1J。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列物体做了功的是（ ）
A. 球在光滑水平面滚动
B. 背着书包排队
C. 推讲台未动
D. 背着书包上楼
2．.在下列情景中，人对物体做了功的是（ ）
A．小明用力推车，但没有推动
B．小强举着杠铃静止不动
C．小悦背着书包静立在原地
D．小明把一桶水从一楼提到二楼提起
3．下列是功的单位的是（ ）
A.牛顿
B.米
C.焦耳
D.瓦特
4．小明背着重为30N的书包，在水平地面行走10m,从一楼通过楼梯间走的2楼教室，他对书包所做的功约为（ ）
A. 300J
B. 120J
C. 420J
D. 60J
5．2022年8月2日，在举重女子87公斤级决赛中， 中国选手汪周雨发挥出色，以抓举120公斤、挺举150公斤、总成绩270公斤摘得金牌。她挺举时对杠铃所做的功约为（ ）
A. 870J
B. 1500J
C. 3000J
D. 17400J
参考答案1.D；2.D；3.C；4.B；5.C。
六、作业：P64.T2
课外作业P64T1、T3、T4。
教学反思：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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