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(共33张PPT)
第十一章 功和机械能
第1节 功
教学分析
课前准备
学习目标
1.能结合实例理解做功的含义，能说出做功包含的两个必要因素，并能判断力是否对物体做功。
2.掌握计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位，能应用公式进行简单的计算。
3.理解功的定义，并可以用概念解释实际物体的运动做功过程。
课前准备
教学分析
学习重点 ：判断力对物体是否做功，以及做功的相关计算。
学习难点 ：理解功的概念。
学习方法 ：分析归纳法；练习巩固法。
相关准备：多媒体课件 、搜集有关“焦耳”相关背景知识。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
情境引入
想一想
如图，一辆叉车准备把货物从地面搬到车上，叉车要完成这个任务，一共要经历几个过程
演示
情境引入
总结
叉车要完成这个任务， 一共要经历三个过程：
首先叉车匀速将货物举起；
然后叉车托着货物向前水平移动一段距离；
最后将货物缓慢匀速放在车上。
这三个过程看似相似，其实有着本质的不同，它们有什么不同呢 这就是我们今天要讨论的内容 。
互动新授
知识点一 力学中的功
想一想
放在地面上的货物受几个力 请你画出这几个力的示意图，并说出这几个力之间的关系 。
货物此时受两个力的作用 — — 重力和支持力。因为物体处于静止状态，所以这两个力是一对平衡力 。
F支
G
互动新授
想一想
问题一：叉车匀速将货物举起的过程中，货物受几个力 请你画出这几个力的示意图，并说出这几个力之间的关系。
货物此时受两个力的作用 — — 重力和支持力。因为物体处于匀速直线运动状态，所以这两个力是一对平衡力。
问题二：货物受到的支持力的施力物体是谁
叉车。
问题三：叉车对货物的力，与货物运动的方向有什么关系
叉车对货物的支持力与货物运动的方向一致 。
F支
G
互动新授
如图，货物因为受到叉车的支持力，而向上移动一段距离。也就是说叉车对货物的力F的成效体现在货物被举高了一段距离s。对于这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力对货物做了功。
做功：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，我们就说这个力对物体做了功。
互动新授
知识点二 力做功的公式
想一想
运动员从地面抓起杠铃后高高举起，小孩费了好大的力气提起一桶水。在这两个情境中，力的大小不一样，移动的距离也不一样，我们很容易看出，运动员举起杠铃比小孩提起水桶做的功多。我们来探究以下三个过程：
第1次：你提着10 N 的书包从一楼爬到二楼；
第2次：你提着10 N 的书包从一楼爬到三楼；
第3次：你提着20 N 的书包从一楼爬到三楼。
互动新授
问题一：第1次和第2次运动中，哪次做功多
第2次
问题二：第2次是第1次做功的几倍
2倍
问题三：为什么
因为这两次人提的物体相同，人对物体的力相同，但第2次物体上升的高度是第1次的2倍。
问题四：第2次和第3次运动中，哪次做功多
第3次
问题五：第3次是第2次做功的几倍
2倍
问题六：为什么
因为这两次物体上升的高度相同，但第3次人对物体的力是第1次人对物体所用力的2倍。
第1次：你提着10 N 的书包从一楼爬到二楼；
第2次：你提着10 N 的书包从一楼爬到三楼；
第3次：你提着20 N 的书包从一楼爬到三楼。
互动新授
通过上面的例子，我们可以得出：作用在物体上的力越大、物体在力的方向上移动的距离越远，力所做的功也就越多。
功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
功的计算公式：功=力×距离，用W 表示功，F 表示作用在物体上的力，s 表示物体在力的方向上移动的距离，功的计算公式可以写成W=Fs。
W = Fs
牛(N)
米(m)
焦耳(J)
即：1J＝1N·m
使用时单位要统一！
特别注意：
在用此公式计算功的大小时，受到力 F 作用的物体和移动了距离的物体必须是同一个“对象”;“对象”移动距离的方向和它受力的方向必须一致，且必须同时。
互动新授
对焦耳这一单位的感性认识：
将两个鸡蛋举高1m, 做功大约1J;
将一袋10 kg 的大米从地面扛到肩上，做功约150 J;
体重600 N 的某学生从一楼走到二楼，做功约1800J;
将一瓶500 mL 的矿泉水从地上拿起做功约10 J。
互动新授
知识点三 力做功的两个必要因素
想一想
问题一：刚上课时我们说到叉车搬运货物时，货物因为受到叉车的支持力，而向上移动一段距离，在这个过程中叉车的支持力对货物就做了功。但“叉车托着货物 向前水平移动一段距离”，这个过程中叉车对货物做功了吗
没有。
问题二：为什么
因为叉车对货物的支持力与货物运动的方向不一致。
互动新授
做功的两个必要因素：
1.物体受到了力的作用(F)；
2.物体在力的方向上移动了一段距离(s)。
特别注意
互动新授
想一想
问题一：刚才我们分析了“叉车搬运货物”的前两个过程，那第三个过程，即货物 被缓慢放在车上的过程中，货物受到的重力做功了吗
做了。
问题二：为什么
因为货物受到重力，且货物在重力方向也移动了距离。
总结：叉车搬运货物这个过程中，第一步是叉车对货物做功，第二步叉车对货物没有做功，第三步重力对货物做了功 。 因此我们说“这三个过程看似相似，其实有着本质的不同” 。
互动新授
想一想
下面我们看教材P85“ 想想议议”，并回答其中的问题 。
互动新授
想一想
问题一：一个人搬石头，未搬起，此时石头受几个力
三个力，分别是重力、拉力、支持力。
问题二：人对石头有没有作用力
问题三：石头有没有移动距离
问题四：人对石头是否做功
总结：人对石头有向上的拉力作用，但石头没有在拉力的方向上移动，所以人对石头的力没有做功。
互动新授
想一想
问题一：一个人推车在水平方向上前行，此时车受几个力
四个力，分别是推力、阻力、重力、支持力。
问题二：人对车是否做功
人对车施加了推力，在推力方向上车移动了一定距离，所以人对车的推力做了功。
问题三：在此过程中，支持力对车是否做功
因为车没有沿着支持力的方向移动距离，所以支持力对车没有做功。
总结：同理，重力对车也没有做功。
你还能举哪些人对物体没有做功的例子
互动新授
总结
不做功的三种情况
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
互动新授
第一类：有力没有距离。
如：
你端着 一盆水没有动，此时你对水盆的力就没有做功 。
你推讲台，没有推动，此时你的推力没有做功。
互动新授
第二类：有距离没有力。
如：
踢出去的足球，在水平草地上运动时，人对球没有做功，因为此时人的脚已经离开了足球，足球是靠惯性向前运动，人对球没有力的作用，所以人对球没有做功。
投掷出去的标枪，在空中飞行时，人对标枪没有做功，因为此时标枪已经离开了手，标枪是靠惯性向前运动，人对标枪没有力的作用，所以人对标枪没有做功.
互动新授
第三类：有力有距离，但物体移动的方向与此时力的方向垂直。
如：
你端着一盆水，水平走动时，人对水盆的力就没有做功。 因为此时人对水盆的力，竖直向上(与重力是 一对平衡力)，但水盆是水平移动，与人对水盆的力方向 正好垂直，所以人对水盆的力没有做功。
踢出去的足球，在水平草地上运动时，支持力对球没有做功，因为此时支持力竖直向上(与重力是一对平衡力)，但足球是水平移动，与支持力的方向垂直，所以支持力对足球没有做功。
互动新授
分析与总结
力对物体做功的两个必要因素是：力和沿着力的方向移动的距离。
注意：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。如人推车，推力做了功，也常说人做了功。
互动新授
知识点四 功的计算
想一想
请大家看教材 P86 例题，并找出题目中的已知条件和所要解答的物理量。
第(1)小问中，
已知：构件的质量为1.5 t，构件上升的高度为30 m
要求：竖直向上的拉力做的功。
互动新授
说明：我们拿到题目后，首先要找出题目中的已知量和未知量。然后要明确物体的运动状态，或者是运动过程。比如该例题中构件的运动状态是“匀速上升”。第三步是对物体(构件)进行受力分析。
下面请同学们画出该构件匀速上升过程中的受力示意图。
提升构件
F拉
G
思考：这个构件只受两个力的作用，一个是重力，另一个是 拉力。这两个力有什么关系
它们是一对平衡力
互动新授
(1)把质量为1.5 t的构件匀速提升到30 m高的楼顶，竖直向上的拉力做了多少功
提升构件
解：(1) 构件在竖直方向上做匀速直线运动，构件所受的拉力与重力大小相等，即F=G=mg=1.5×103 kg×10N/kg=1.5×104 N，
构件在竖直方向上移动的距离：s=30m，
所以，拉力做的功：W＝Fs＝Gh＝1.5×104 N×30m＝4.5×105 J。
互动新授
想一想
问题一：在第(2)小问中，构件是怎样移动的 此时构件的受力情况是否改变
问题二：竖直方向上的拉力做多少功
说明：因为此时构件受到的拉力方向竖直向上，但构件的移动方向是水平方向，所以竖直方向上的拉力没有做功，即拉力做的功为W'=Fs'=0
互动新授
(2)依据需要，又将这个构件沿水平方向匀速移动了3 m。在水平运动阶段，竖直向上的拉力又做了多少功
提升构件
解：（2）拉力的方向竖直向上。构件在水平方向上移动了3m，但在竖直方向上没有移动距离，即s'=0。所以，拉力做的功：W'=Fs'=0。
巩固拓展
【例】 质量为50 kg 的雪橇上装载了350 kg 的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了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 。(g 取10 N/kg)
【答案】 W=Fs=800N×3000m=2.4×10 J
巩固拓展
【解析】 因为马拉货物匀速运动，所以马对货物的拉力与货物受到的摩擦力是一对平衡力，所以马对货物的拉力大小等于800 N, 而货物在拉力的作用下移动 的距离为3000 m，根据功的公式 W=Fs即可求解。
马拉货物匀速运动，马对货物的拉力与货物受到的摩擦力大小相等，即 F=f =800N。货物在拉力方向上移到的距离为3000 m。所以，拉力做的功W=Fs=800 N×3000m=2.4×10 J。
课堂小结
3. “力做功”的公式：W=Fs。
力(F)——单位：牛(N)
距离(s)——单位：米(m)
功(W )—— 单位：焦耳(J)
1.重要的物理概念“力做功”。
定义：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，我们就说这个力对物体做了功。
2.。
下节课，再见！

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