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第九章 机械与功
9.3 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：
通过交流讨论，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、
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2024年5月10日，在国际女子网球协会（WTA）1000罗马站女双首轮比赛中，中国组合王欣瑜/郑赛赛成功晋级。
2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船发射取得圆满成功。
网球、飞船分别受到球拍、燃烧气体的力的作用，这些力是否对网球、飞船做了功呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）观察与思考
如图所示，分别描述了人们利用撬杠、起重机、拖拉机工作的情景。你能找出它们的工作过程有什么共同的特点吗
一是撬杠对石头有力的作用，二是石头沿力的方向移动了距离。
一是起重机对重物有力的作用，二是重物沿拉力的方向移动了距离。
一是拖拉机对铁犁有力的作用，二是铁犁沿拉力的方向移动了距离。
做功的两个必要因素
第一，作用在物体上的力；
第二，物体沿着力的方向移动了一段距离。
如果对物体施了力，并使物体沿力的方向移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了机械功。机械功简称功(work)。可见，力和沿力的方向通过的距离是做机械功不可缺少的两个因素。
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向通过的距离的乘积。
如果用F表示力，s表示物体沿力的方向通过的距离，W表示功，功可以表示为
W=Fs。
力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位就是牛·米(N·m)，叫作焦耳（joule），简称焦（J）。
1J=1N·m
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。
把1个鸡蛋举高2m做的功约为1J。
（二）交流讨论
想想看，如图所示的几种情景中，各个力是否做了功
把纸盒从地面搬起来的力
一是纸盒受到向上的力的作用，二是纸盒沿力的方向移动了距离，所以这个力对纸盒做了功。
行走中向上搬报纸箱的力
一是纸箱受到向上的力的作用，二是纸盒沿水平的方向移动了距离，力的方向与移动距离垂直，所以这个力对纸箱没有做功。
——有力的作用，移动的距离与力的方向垂直，劳而无功。
用力很大的力推车，但车没有移动，此时人推车的力
一是车受到向前的力的作用，二是车没有沿力的方向移动了距离，所以此时人推车力对车没有做功。
——有力的作用，沿力的方向移动的距离为0，劳而无功。
大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力
一是汽车受到向前的力的作用，二是汽车沿拉力的方向移动了距离，所以此时人拉车力对汽车做了功。
（三）例题解析
例题1 如图所示，工人小李用55 N的力把重为100 N的水泥桶从地面拉到4 m高处。小李做了多少功
分析 本题给出了两个力，一个是小李对绳的拉力，另一个是水泥桶受到的重力。依题意，要求的是小李做的功，即求小李对绳的拉力做了多少功。小李的拉力作用在绳子自由端，使绳子自由端升高，但题中给出的距离不是绳子自由端移动的距离，而是水泥桶升高的距离。因此，要先依据使用动滑轮时绳端与重物移动距离的关系，确定出绳子自由端升高的距离。
解 绳子自由端上升的距离s=2h=2×4 m=8 m,
拉力做的功W=Fs=55N×8 m=440J。
答 小李把水泥桶拉到 4 m高处做了440J的功。
在例题中，小李拉动绳子的自由端使之上升。由于绳子自由端上升，动滑轮及水泥桶同时上升。因此，拉动绳子自由端所做的功，就是拉力对动滑轮和水泥桶所做的功。
想想看，在例题所述的过程中，动滑轮对水泥桶做了多少功 与小李做的功相等吗 为什么
不相等，小李所做的功就是拉力对动滑轮和水泥桶所做的功。
动滑轮对水泥桶做的功小于小李所做的功。
动滑轮对水泥桶做的功W=Fs=Gh=100N×4m=400J 。
例题2 如图所示，马拉着质量为1000kg的车，在水平公路上前进了500m，马的水平拉力为600N，求重力对车做的功和马的拉力对车所做的功。
解 （1）车受到的重力G=mg=1000kg×9.8N/kg=9800N，
车在竖直方向移动的距离为0，所以重力对马车没有做功。W=0J。
（2）马的拉力做的功W=Fs=600N×500m=3×106J 。
答 重力对车所做功为0，马的拉力对车做的功为3×106J 。
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；二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；二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. 在下列情景中，对物体做了功的是（ ）
A．小球在光滑的平面上滚动
B．用力搬大石头未搬起
C．将地面的书捡起放到桌面
D．用力推讲桌未推动
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．小明从地面上捡起一枚鸡蛋并举过头顶，小明对鸡蛋所做的功最接近（ ）
A．0.1J
B．1J
C．10J
D．100J
4．小明背着重为40N的书包，在水平地面行走10m,从一楼通过楼梯间走进2楼教室，他对书包所做的功约为（ ）
A. 400J
B. 160J
C. 320J
D. 560J
5．2024年4月4日，在刚刚结束的2024国际举联举重世界杯上，中国队李发彬凭借出色的实力，成功打破了抓举和世界纪录，以146公斤的成绩赢得了抓举金牌，李发彬对杠铃所做的功最接近（ ）
A．146J
B．1460J
C．2920J
D．292J
参考答案1.C；2.D；3.B；4.B；5.C。
六、作业：P107.T3
课外作业P107.T1、T2、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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