资源简介

第三节 功
【教学目标】
1.知道做功的两个必要因素.
2.理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的计算公式进行简单计算.
3.通过思考和讨论，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下力没有做功而是“劳而无功”.
4.学会从物理现象中归纳简单的物理规律.
5.通过观察和实验，了解功的含义，学会用科学探究的方法研究物理问题.
6.乐于探索自然现象和物理规律，乐于参与观察、实验、探索活动.
7.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
8.培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲.
【教学重点】
理解做功的两个必要因素，会用功的计算公式W=Fs进行简单计算.
【教学难点】
判断力对物体是否做功，以及当有多个力作用在物体上时，各个力做功的计算.
【教具准备】
木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车、刻度尺、多媒体课件等.
【教学课时】
1.5课时
【新课引入】
师 生活中的“功”是个多义词，功劳、立功中的“功”有贡献的意思；成功、事半功倍中的“功”有成效的意思；在日常生活中凡是人们从事了脑力和体力劳动，都叫做“功”，那力学中的功又有什么含义呢？接下来让我们看下面的实验.
师播放视频“叉车运货”：叉车搬运货物时，把货物从地面提升到一定高度.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.
师要求：请同学们认真观察叉车和货物的运动情况，思考并评价叉车工作的成效.
生 叉车给货物一个向上的力F（如图），而货物在这个力的作用下，向上移动了一段距离s.
师 同学们回答正确，叉车向上的托力对货物作出了贡献，有了“成效”，这个成效体现在物体被举高了.（教师同时在黑板上写出：贡献、成效二词）.对于这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力做了功，这节课我们就来学习有关功的一些知识.
【进行新课】
机械功
做功的两个必要因素
师 教材P115图 9.3-1分别描述了人们利用撬棒、拖拉机、起重机工作的情景.你能找出它们的工作过程有什多共同特点吗
生 第一，任何一种机械在”作时，都必须对工作对对石头施加力的作用，
象施加力的作用.例如，起重机的钢丝绳对货物拖拉机对犁施加向前的索施加向上的拉力.第二，机械必须使工作对象沿着力的方向移动一段距离.例如，撬棒必须把石头撬起来拖拉机必须拉着犁前进，起重机必须把货物提高.
生：移动的距离必须和力的方向一致，这样才算做了功.
师 回答正确，真棒！
板书：
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.
力和沿力的方向移动的距离是做机械功的两个必要因素.
判断力是否做了功
师 请同学看教材P116 图9.3-3，判断下哪些力做了功？
生 左上图做了功，右上图没做功，左下图没做功，右下图做了功.
教师总结：通过以上的学习，知道了做功不能离开两个必要因素，二者缺一不可，又知道有三种情况下力不做功：即光有力的作用不做功；光有移动距离不做功；有力又有距离但二者方向不是一致的,同样不做功.
师 同学们请举例说明在你的周围可以发现哪些力做功的例子？比一比，看谁对生活观察得最仔细.
学生可以举很多的例子：如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等.（教师对正确的例子予以肯定，对错误的例子引导改正）
师 接下来请大家看老师这里的几个例题(用多媒体展示)，请你们分析下列示例中力是否做功了.
例题1 （1）举重运动员在把杠铃举高的过程中是否对杠铃做功.举在高处停留5秒的过程中是否做功？
（2）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖直方向上受什么力的作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？
（3）起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离，拉力对货物做功了吗？
生思考、回答、交流、讨论.师引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下力不做功（用多媒体展示）.
答案:（1）举重运动员在把杠铃举高的过程中对杠铃做了功，但举在空中停留5秒的过程中却没有做功，在空中停留的过程中因为举力方向是竖直向上的，没有移动距离；
（2）因为小球尽管在竖直方向上受到重力、支持力的作用，但没有在竖直方向上移动距离,因此在竖直方向上没有做功；而在水平方向上尽管移动了距离，但没有受到力的作用，因此在水平方向上没有做功.所以整个过程中都没有做功.
（3）拉力对货物没有做功.因为钢丝绳对货物的拉力的方向是竖直向上的，而货物移动的距离是在水平方向上，二者方向不一致.
功的计算
功的计算公式
师 请同学们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？
学生积极猜想并发言.
教师演示实验：用弹簧测力计水平拉动木块（或小车）在长木板上匀速移动，并提醒学生观察后思考不同情况下做功的大小.
第一次：用较小的力F1拉动木块移动一段距离s1 (用刻度尺可以量出)；
第二次：用较大的力F2拉动木块移动一段距离s1（与第一次距离相等）；
第三次：用与第二次相同大小的力F2拉动木块移动较远的距离s2.
通过三次实验比较可知：作用在物体上的力越大，使物体移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明这个力所做的功越多.
板书：
功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向移动的距离的乘积.
即：功=力×力的方向上移动的距离.
公式： W=Fs.单位:焦耳;符号：J;1J=1N·m.
2.功的计算的初步应用
教师提问：1J的功有多大？如果同学们从地上拿起一只约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，做功大约1J.
教师同时用多媒体展示计算过程：（帮助同学们分析问题，同时示范做计算题的规范）
解：鸡蛋的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，人手对鸡蛋的向上的托力F大小等于重力,F=0.5N，鸡蛋被举起，移动的距离约为s=2m，那么人对鸡蛋做的功为W=Fs=0.5N×2m=1J.
例题2 师用多媒体展示教材P117页的例题，并组织学生分析、讨论、计算；展示计算过程.
【课堂交流、小结与延展】
师 请同学们自由讨论，说说你还想知道哪些内容
生：老师，我问一下，如果力的方向与物体移动的方向不完全相同，如图所示，怎么求解功的大小呢？
师 你这个问题提得很好，当力的方向与移动的距离不完全一致，即二者之间有个夹角θ时，如何计算这个力对物体做功的大小？我们知道，力F产生了两种作用效果：一种是水平拉动物体前进，另一种是把物体竖直向上提起（当然，物体没有离开地面是因为在竖直方向上的这个分力小于物体的重力，很明显，在这个力的作用下，物体对地面的压力要比没有这个力时要小些），可看出物体在水平方向的分力的作用下产生了向前移动一段距离的成效，因此，只有水平方向的分力才对物体做功，竖直方向的分力没有做功.所以，水平方向的分力做的功就是这个力所做的功，故这个力对物体所做的功为W=Fs=F1s=.由此可见，这个力对物体所做的功大小在0~Fs之间.顺便指出，如果力的方向与移动距离方向相反，那么这个力对物体起阻碍作用，这个力对物体也做功，是消极功，所以，通常我们说物体克服这个力做功.到此，同学们会发现，力与移动距离的夹角θ不同，做功的大小不同.当夹角θ为90°时，不做功.
【教师结束语】
大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了功的概念，理解了物理学中做功的特定含义，并能进行功的简单计算.请同学们在课后结合身边的实例相互交流和讨论，加深理解做功的含义.好，谢谢！
课后作业
完成本课时对应练习.
1.功的概念的理解.通过学生平时生活中谈到某人作了“贡献”，有功劳、立了功，做事成功、事半功倍等有“成效”，引出功，物理学中也谈到功，进而类比，发现物理学中说一个物体做功与现实生活中的功是不一样的，不仅包含“成效”的意思，更重要的是强调了力与运动的关系，即物体在一个力的作用下移动了一段距离.使学生更加体会到物理概念与生活中谈到的某个量是有差距的，它具有特定的物理意义.这一点在教学中教师有必要明确指出，让学生有牢固的\,深刻的认识和理解.
2.在介绍功的计算公式时，可以不必讲述为什么是将力与距离相乘即为做功的大小.可以这样告诉学生，这是物理学中规定的.学生们有了识别哪些情况下力做了功的能力，再介绍物理学中规定的计算功的方法，就不难接受了.所以判断物体是否做功是关键，然后教师通过适当的例题来引导，即可帮助学生理解和运用公式W=Fs计算功的大小.

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