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(共51张PPT)
第1课 功
第十一章 功和机械能
01
02
03
新课导入
课堂讲解
课堂总结
04
归类练习
现象观察
用叉车搬运货物时，叉车把货物从地面提升到一定的高度。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。我们看到了叉车工作的成效。
推土机推土,对土有力的作用,使土被推到远处,我们看到了推土机工作的成效。
可见,机械在工作时可以产生相应的“成效”,那么在物理学中,怎么描述这种成效呢
新课导入
对功的理解
实例 研究对象 示意图 工作（或作用力）的成效
人用了推小车 小车 人推小车的力 小车在推力F的作用下向前移动了距离s
人用力提起一桶水 水桶 人提水桶的力 水桶在拉力F的作用下向上移动了距离h
苹果从树上落下来 苹果 苹果受到的重力 苹果在重力G的作用下向下移动了距离h
现象观察
下面几幅图片，在物体运动上有哪些特点？
小聪用力把箱子拉走了
小明用力推箱子没有推动
举重运动员举重过程
小聪把箱子拉走了，拉力对箱子做了“功”；小明推箱子没动，推力没对箱子做“功”；把杠铃放在胸前没动，人没对杠铃做“功”；把杠铃举起过程，人对杠铃做了“功”；杠铃在头顶静止，人没对杠铃做“功”。
现象观察
小聪用力把箱子拉走了
小明用力推箱子没有推动
举重运动员举重过程
如何理解人（力）是否对物体做功呢？
怎么理解“功”的概念？
我们又如何计算“功”？
01
力学中的功
02
功的计算
03
动手动脑学物理
力学中的功
功的概念
1.如何理解功
哪个力的作用对小车有了“成效”？有了“贡献”呢？
用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？
F支
G
F
F支
G
F阻
F 对小车做了功
Ｆ
F支
G
F阻
对静止的木块受力情况分析？
功的概念
1.如何理解功
F
物理学中的功主要是吸取了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，就说这个力对物体做了功。
叉车举高货物
s
功的概念
2.做“功”的共同点
s
F
F
F
s
1.物体受到了力的作用；
2.物体在力的方向上移动了一段距离。
功的概念
3.“功”的概念
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，我们说这个力对物体做了功。
功的概念
3.“功”的概念
（作用在物体上的力）
（物体在力的方向上移动的距离）
F
二者缺一不可。
功的两个必要因素
s
s
s
F
F
功的概念
3.“功”的概念
视频小结
功的概念
4.三种不做功的情况
人用力推石头而没推动
1.有力无距离
s＝0
F≠0
人对石头没有做功
劳而无功
石头没有被搬起来
挂在吊臂下的重物静止在空中
使劲推汽车没有推动
功的概念
4.三种不做功的情况
投出的篮球
2.有距离无力
s≠0
F=0
手对篮球没有做功
不劳无功
球拍没有对羽毛球做功
地面上滚动的足球，脚没有做功
在平滑冰面上滑行的冰壶人没有做功
功的概念
4.三种不做功的情况
人提着滑板前行
3.力与运动方向垂直
F⊥s
F≠0
提滑板的力没有做功
垂直无功
背着书包上学，肩膀对书包的力没有做功
手对箱子的力没有做功
吊绳对货物的拉力没有做功
s≠0
功的概念
4.三种不做功的情况
用力但没有搬起石头，对石头没有做功
足球在地面上滚动，人对足球没有做功
有力无距离
有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离，也叫“劳而无功”。
有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用，也就是没有力做功，也称“不劳无功”。
力与距离垂直
物体受到力的作用，也通过了距离，但通过的距离与受力的方向垂直（垂直无功）。
足球在地面上滚动，重力与支持力对足球没有做功
随讲随练
1. 用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？哪个力的作用对小车有“成效”？有“贡献”呢？
F
F支
G
F阻
s
不做功
不做功
做功
摩擦力的方向与物体的运动方向相反，物理学中通常说物体克服摩擦力做了功。
随讲随练
2. 在下列几种情况中，力对物体做功的是（ ）。
（1）人把物体高高举着没动；
（2）人向上提物体，没有提动；
（3）人扛着一袋粮食在水平路上匀速行走；
（4）人把桌子从一楼搬到二楼；
（5）冰球在光滑的冰面上匀速滑动；
（6）小孩用力推箱子，箱子未被推动；
（7）清洁工把一桶水从地上提起。
4、7
随讲随练
3. 下列关于功的各种说法中，正确的是（ ）。
A. 只要有力作用在物体上，就一定做了功；
B. 只要物体移动了距离，就一定做了功；
C. 只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功；
D. 只要有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，就一定做了功
D
【解析】如果一个物体在力的作用下，并且在这个力的方向上移动了距离，力对物体才能做功。A、B、C选项中都不符合做功的两个必要因素，所以是错误的。
D选项中，有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，所以该力就一定做功。 D选项正确。
功的计算
功的大小
把五本书匀速搬到二楼和三楼，把十五本书匀速搬到三楼，这三次搬书做的功一样多吗？
想一想
1F
2F
3F
功的大小



10厘米
30厘米
20厘米

1.对比(1)(2)可得：当力一定时，功与 成正比。
2.对比(1)(3)可得：当在力的方向移动的距离一定时，功与 成正比。
力的方向移动的距离
力
匀速拉动物体
1.探究影响功的大小的因素
功的大小
2.功的概念
一、功的大小
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，力所做的功也就越多。
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×距离
二、公式
W=Fs
牛（N）
米（m）
焦耳（J）
三、功的单位
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(N m)它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号：J；1J=1N m。
1J的物理意义：1N的力使物体在力的方向上，通过1m的距离时所做的功为1J。
功的大小
2.功的概念
四、功的公式变形
W = Fs
已知做功多少和物体在力的方向上移动的距离，可求出力的大小。
已知做功多少和力的大小，可求出物体在力的方向上移动的距离。
力F与距离s具有对应性：即距离S是物体沿受力的方向移动的距离，F与s在同一直线上；
F与s具有同体性：即F与s对应同一个物体。
注意事项：式中物理量全部用国际单位制。
功的大小
2.功的概念
五、拓展
1.对公式W=Fs的理解
同向性 公式中的s是物体在力F的方向上移动的距离。例如，某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，箱子在水平地面上前进10m，求重力对箱子做的功。
如果按W=Gs=100N×10m=1000J计算，则计算结果是错误的，因为这个10m不是在重力方向上移动的距离，实际是重力没有做功。
同体性 F、s必须对应同一物体
同时性 W=Fs中的力在使物体沿着力的方向移动距离s的过程中，应始终作用在物体上，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。
功的大小
2.功的概念
五、拓展
2.应用公式W=Fs计算功时的注意事项
分过程计算 应用公式W=Fs计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算
单位统一 利用公式进行计算时，必须同时使用国际单位制中的单位，F的单位用N，s使用m，W使用J
相关因素 力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v、运动状态（加速、减速或匀速）无关
功的大小
2.功的概念
五、拓展
3.对做功的两种表述
（1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。
（2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。
如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。
功的大小
3.人物介绍
焦耳（1818～1889）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。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位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，后转向对功和能量转化的实验研究。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。
随讲随练
1.如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（ ）。
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2
随讲随练
【解析】CD．由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1=f2，故CD错误；
AB．由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1=f；在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，因F2＞F1，sAO=sOB，根据W=Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。
故选B。
随讲随练
2.放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用。力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示。根据图像信息回答当t=7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为______N，方向为______。9~12s，物体克服摩擦力做的功是______J。
随讲随练
物体受水平向右的推力和水平向左的摩擦力两个力的作用
F
f
9~12s物体做匀速直线运动，推力F与摩擦力f是一对平衡力，F=f=6N
t=7s时的摩擦力与9~12s内物体受到的摩擦力相同。故7s时的摩擦力为f=F=6N，方向水平向左
9~12s内物体运动的路程
s=vt=3s/s3s=9m。
则物体克服摩擦力做的功为：
动手动脑学物理
生活中利用浮力
1. 在水平地面上，用50 N的力沿水平方向拉着重为100 N的小车前进 5 m，拉力做的功等于_____J，重力做的功等于______J。
【解析】
（1）拉力所做的功：W=FS=50N×5m=250J；
（2）因为小车水平运动，没有沿着重力的方向向下运动，所以重力不做功，即重力做的功等于0。
250
0
生活中利用浮力
2. 马拉着质量是2000kg的车在水平路上前进400m，马的水平拉力做了3×105J的功，马的水平拉力是多大
【解析】
根据功的计算公式 W=FS 得出：
注意：重力的方向与运动方向垂直，对车不做功，所以车的质量这个条件无用。
750N
F
生活中利用浮力
3. 2008年8月11日在北京奥运会上，中国选手张湘祥在男子举重62kg级的决赛中摘得金牌，挺举成绩是176kg。估算一下，他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功
【解析】
挺起杠铃的高度大约为2米，因此有
F=G=mg=176kg×10N/kg=1760N
W=FS=Gh=1760N×2m=3520J
所以，对杠铃大约做了3520J的功。
生活中利用浮力
4．小华的家住在5楼。一天，他把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到家里，提鸡蛋的力大约做了多少功 说出你是怎么估算的。
【解析】
30个鸡蛋重约15N，5楼高约12m，则W=FS=Gh=15N×12m=180J。
同学们要多关注生活，会估测生活中的物理量，体会物理与生活的联系。
思维导图
课堂总结
类型1:判断力做否做功
如图所示的情景中，根据图片和文字叙述，可以确定下列过程中人对物体做功的是（ ）。
归类练习
类型1:判断力做否做功
【解析】A．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，故A不符合题意；
B．举着杠铃静止不动，尽管施加了力，但是没有移动距离，因此不做功，故B 不符合题意；
C．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，故C不符合题意；
D．把石块从地上捡起来，人对石块施加了力，并且在力的方向上移动了距离，因此做功，故D符合题意。
故选D。
类型2:功的估测
一名初中生将2个鸡蛋从地面举高至头顶，对这2个鸡蛋做的功约为（ ）。
A．0.2J B．2J C．20J D．200J
【解析】两个鸡蛋的重力大约是1N，举过头顶时克服重力做功，举高的高度大约为2m，做的功W=Fs=Gh=1N2m=2J
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
类型3:对公式W=Fs同体性的理解
在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）。
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功；
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功；
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功；
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
类型3:对公式W=Fs同体性的理解
【解析】做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功W=Fs；
A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；
B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；
C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；
D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。
故选A。
类型4:对公式W=Fs同向性的理解
如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是（ ）。
A．1000J B．2000J C．1600J D．8000J
类型4:对公式W=Fs同向性的理解
【解析】由题意可知，推力对集装箱做的功是
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
类型5:变形公式的应用
如图所示，用10 N的水平推力推重为20 N的物体沿水平方向做匀速直线运动。若5 s内推力对物体做了80 J的功，则在这一过程中，物体沿水平方向运动了________m。
【解析】由W=Fs得物体沿水平方向运动的距离：
8
类型6:功与图像的结合
用大小不同的力F甲、F乙且F甲＞F乙，分别拉同一个物体，两个力所做的功W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（ ）。
【解析】AB．因为W=Fs，且F甲CD．因为W=Fs，所以在拉力一定时，拉力所做的功与距离成正比，故CD错误。
故选A。
完成教材上的课后习题
完成《点拨训练》上的习题

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