资源简介

(共56张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：10.1 机械功
副标题：探究力对物体做功的规律
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
理解机械功的概念，能说出功的物理意义。
明确做功的两个必要因素，能判断一个力是否对物体做功。
掌握功的计算公式和单位，能进行简单的功的计算。
能区分生活中的 “工作” 与物理学中的 “功”，理解功的本质。
幻灯片 3：引入 - 生活中的 “做功” 现象
展示图片：工人搬运货物、起重机吊起重物、运动员举起杠铃、人推石头但石头未移动。
提问：这些场景中，哪些情况力对物体有 “贡献”？物理学中如何定义 “功”？为什么推石头没推动时，我们说力没有做功？今天我们就来学习物理学中的 “机械功”。
幻灯片 4：机械功的概念
定义：在物理学中，当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。
物理意义：功是描述力对物体作用效果的物理量，力对物体做功越多，说明力对物体的作用效果越显著。
生活与物理的区别：生活中 “工作” 泛指一切消耗体力或脑力的活动，而物理学中的 “功” 有严格的定义，必须同时满足两个条件（力和距离）。
展示图片：力对物体做功的示意图（如拉力拉着物体前进）。
幻灯片 5：做功的两个必要因素
必要因素 1：作用在物体上的力（F）
物体必须受到力的作用，若没有力，就不存在做功的可能性。例如，在空中飞行的足球，离开脚后不再受脚的力，脚对足球不做功。
必要因素 2：物体在力的方向上移动的距离（s）
物体的移动方向必须与力的方向有夹角（至少在力的方向上有位移分量），若物体在力的方向上没有移动距离，力不做功。例如，用力推桌子但桌子未移动，力对桌子不做功。
总结：做功的两个必要因素缺一不可，公式可简单表示为 “功 = 力 × 距离”，但需注意距离是沿力的方向的距离。
展示图片：对比图（左：力对物体做功；右：力对物体不做功）。
幻灯片 6：不做功的三种情况
情况 1：有力无距离
实例：用力推墙壁但墙壁未移动，人对墙壁施加了力，但墙壁没有在力的方向上移动距离，力不做功。
情况 2：有距离无力
实例：物体在光滑水平面上匀速滑动，水平方向不受力（或只受重力和支持力，竖直方向无距离），没有力对物体做功。
情况 3：力与距离方向垂直
实例：提着水桶在水平路面上行走，人对水桶的拉力竖直向上，水桶在水平方向移动，拉力方向与移动方向垂直，拉力对水桶不做功。
展示图片：三种不做功情况的示意图，标注力的方向和物体移动方向。
幻灯片 7：功的计算公式与单位
计算公式：\(W = F \cdot s\)
\(W\)：功（单位：焦耳，符号\(J\)）。
\(F\)：作用在物体上的力（单位：牛顿，符号\(N\)）。
\(s\)：物体在力的方向上移动的距离（单位：米，符号\(m\)）。
单位换算：\(1J = 1N \cdot m\)，表示 1 牛的力使物体在力的方向上移动 1 米所做的功。
单位物理意义：1 焦耳的功相当于用手托起两个鸡蛋（约 1N）升高 1 米所做的功，或把一本物理书（约 2N）举高 0.5 米所做的功。
展示图片：公式中各物理量的单位及换算关系示意图。
幻灯片 8：功的计算示例（一）
例题 1：用 100N 的水平拉力拉着重 500N 的物体在水平地面上前进了 10m，拉力做了多少功？重力做了多少功？
解：拉力方向与移动方向一致，拉力做功\(W_拉 = F \cdot s = 100N \times 10m = 1000J\)。
重力方向竖直向下，物体在水平方向移动，重力方向与移动方向垂直，重力做功\(W_重 = 0J\)。
答：拉力做了 1000J 的功，重力做了 0J 的功。
例题 2：工人用 200N 的力将重 300N 的货物匀速举高 2m，工人对货物做了多少功？
解：工人的举力与货物重力平衡，\(F = G = 300N\)（匀速举高时力等于重力），举力方向与移动方向一致。
\(W = F \cdot s = 300N \times 2m = 600J\)。
答：工人对货物做了 600J 的功。
幻灯片 9：功的计算示例（二）
例题 3：一个重为 50N 的物体，在 10N 的水平推力作用下，沿水平地面前进了 5m，撤去推力后，物体又前进了 1m 才停止。求推力做的功和重力做的功。
解：推力只在物体前进 5m 的过程中作用，撤去推力后推力不做功，因此推力做功\(W_推 = F \cdot s = 10N \times 5m = 50J\)。
重力方向与移动方向垂直，全程重力做功\(W_重 = 0J\)。
答：推力做了 50J 的功，重力做了 0J 的功。
注意事项：计算功时，需明确力的作用距离是 “在力的方向上且力作用在物体上的那段距离”，力消失后物体移动的距离不计入该力做的功。
幻灯片 10：生活中的功的实例
常见活动的功的大小：
将一个鸡蛋举高 1m，做功约 0.5J。
中学生从一楼走到三楼（约 6m 高），克服重力做功约 3000J（中学生体重约 500N）。
汽车行驶时，发动机牵引力对汽车做功，1 分钟内可做功约\(10^6J\)。
功的应用意义：机器做功的多少反映其工作能力，例如起重机的功率越大，单位时间内做的功越多，吊运货物的效率越高。
展示图片：不同活动中力做功的场景（举鸡蛋、爬楼梯、汽车行驶）。
幻灯片 11：课堂小练习 1 - 做功判断
题目：下列情况中，力对物体做功的是（ ）
A. 用力搬石头但未搬动 B. 提着水桶在水平地面上行走
C. 用力将冰块推出去 D. 手托着苹果静止在空中
答案：C
解析：A 有力无距离，B 力与距离垂直，D 有力无距离，均不做功；C 有力且物体在力的方向上移动了距离，力做功。
幻灯片 12：课堂小练习 2 - 功的计算
题目：用 50N 的力沿与水平方向成 30° 角的方向拉物体，使物体在水平方向前进了 10m，拉力做了多少功？（提示：拉力在水平方向的分力为 25N）
答案：250J
解析：拉力在水平方向的分力\(F_水平 = 25N\)，物体在水平方向移动距离\(s = 10m\)，拉力做功\(W = F_水平 \cdot s = 25N \times 10m = 250J\)。
幻灯片 13：课堂小练习 3 - 综合分析
题目：一个物体在 20N 的水平拉力作用下，在光滑水平面上移动了 5m，拉力做功______J；若将拉力增大到 30N，物体仍移动 5m，拉力做功______J。这说明功的大小与______有关。
答案：100；150；力的大小
解析：第一次做功\(W_1 = 20N \times 5m = 100J\)；第二次做功\(W_2 = 30N \times 5m = 150J\)，说明力越大，在距离相同时做功越多。
幻灯片 14：课堂总结
功的概念：力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，力对物体做功。
两个必要因素：作用在物体上的力（\(F\)）和物体在力的方向上移动的距离（\(s\)）。
计算公式：\(W = F \cdot s\)，单位为焦耳（\(J\)），\(1J = 1N \cdot m\)。
不做功的情况：有力无距离、有距离无力、力与距离方向垂直。
核心思路：判断是否做功需同时满足两个因素，计算功时需明确力和对应的距离方向一致。
幻灯片 15：课后作业布置
完成课本上关于机械功的练习题。
估算自己从家走到学校过程中，克服重力做的功（需测量体重和行走的竖直高度差）。
列举生活中 3 个力对物体做功的例子和 3 个力不做功的例子，并说明原因。
思考：为什么叉车举起货物时对货物做了功，而货物静止在叉车上时叉车对货物不做功？
2024沪科版物理八年级全册
10.1机械功
第十章 功与机械能
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算。（重点）
02
掌握力学中的功的含义，理解做功的两个必要因素。（难点）
01
观察与思考
在生产生活中，人们常需要将物体从一个位置移到另一个位置，这个过程往往需要通过力的作用来完成。例如，重物通过吊车钢索拉力的作用上升一段距离；汽车通过牵引力的作用移动一段距离。你能发现这类现象的共同点吗？
叉车举高货物
F
s
　　物理学中的功主要是吸收了“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，说这个力对物体作了功。
做功了吗
s
F
F
物体受到了力的作用
物体在力的方向上移动了一段距离。
共同点
s
做功了吗
马拉车
F
F
拉力对车做了功
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。
s
做功了吗
（作用在物体上的力）
（物体在力的方向上移动的距离）
F
注意：二者缺一不可。
必要因素
s
s
F
F
F
s
F
做功了吗
有力无距离（劳而无功）
人用力推大石头而没推动
s＝0
F≠0
分析
做功了吗
无力有距离（不劳无功）
分析
s ≠ 0
F = 0
冰壶在平滑的冰面上滑行
做功了吗
有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）
分析
F≠ 0
s≠ 0
力的方向与运动方向垂直
提箱子在水平路上走
做功了吗
s
s
不做功
不做功
做功了吗
F
F
不做功的三种典型情况
有力无距离（劳而无功）
有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功）
无力有距离（不劳无功）
做功了吗
观察分析下面图片，他们都算做功了吗？
（a）人推车，车未动
（b）马拉车前进
（c）起重机将货物从地面提起
（d）抱着书水平前进
a、d不做功
b、c做了功
做功了吗
定义：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，用字母W表示。
人推小车
推力对小车做了功
起重机吊货物
拉力对货物做了功
知识点1 做功了吗
1. 机械功
2. 做功的两个必要因素
——有作用在物体上的力
——物体在这个力的方向上移动
一段距离
F
二者缺一不可
必要因素
s
F
s
F
s
F
F
如图(a)所示，小明提水在水平路面匀速平稳前行，小明对水桶的拉力做功了吗？为什么？如图 (b)所示，人用力推车，但车未动。推力做功了吗？为什么？请大家讨论交流以上问题。
s___0
F___0
≠
≠
有力有距离，但力的方向与移动方向垂直
——垂直无功
力的方向与运动方向垂直
F
F
s
有力无距离——劳而无功
s___0
F___0
≠
=
冰壶在平滑的冰面上滑行，人对冰壶做功吗？
无力有距离
——不劳无功
s ≠ 0
F = 0
[北京中考]如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A.用力搬石头没有搬动
B.将重物从地面拉到高处
C.推一块大石头没推动
D.使箱子沿水平方向做匀速
直线运动
符合做功的两个条件
B
练习
思考：做功的多少和什么因素有关系呢？
比较甲、乙，升高相同高度，_____图拉力做的功多，
比较甲、丙，相同的拉力， ______图拉力做的功多。
G
G
2G
2G
G
G
1m
1m
2m
F
2F
F
甲
乙
丙
乙
丙
根据以上分析说明做功多少与__________
______和__________
__________________有关。
作用在物体
上的力
物体在力
的方向移动的距离
物理学中规定，力对物体所做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
知识点2 做了多少功
功的计算
W=Fs
功
力
物体沿力的方向移动的距离
牛（N）
米（m）
焦耳
焦耳（J）
1J = 1N·m
意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。
1J有多大？
1J有多大？
1J = 1N·m
将两个鸡蛋举高1m，做功约1J
将一袋10kg的大米从地面扛到肩上，做功约150J
一些力做功的大概值
大
米
10
kg
将一瓶500mL的矿泉水从地上拿起并举过头顶，做功约10J
[宜昌中考]小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，松开手后，书箱仍向前滑行了1m，整个过程中小明做功_____J，书箱的重力做功_____J。
分析是否做功：
①推动过程中，书箱在小明的推力方向上移动了距离，小明做功；
②滑行过程中，书箱向前移动了距离但不受小明的推力，小明不做功；
③书箱在重力方向上没有移动距离，重力不做功。
80
0
W=Fs=40N×2m=80J
练习
例题 叉车常用于大件货物转运。如图所示，一辆叉车将质量为300kg的货物缓慢举高3m。求货物在被举高的过程中，叉车对货物的支持力做了多少功？(g取 10 N/kg)
分析：货物在被叉车缓慢举高的过程中，叉车对货物的支持力的做功过程如图所示。
货物缓慢上升
处于平衡状态
W = Fs
二力平衡
F = G
解
由题意，货物质量 m =300kg，货物在支持力的方向移动的距离 s =3 m。
在货物缓慢上升过程中，由二力平衡条件，叉车对货物的支持力大小为
F=G=mg=300 kg×10 N/kg=3 000 N
叉车对货物做功为
W=Fs=3 000N×3m=9 000J
所以，叉车对货物的支持力做了 9000J 功。
F
F
F
讨论：上述问题中，若叉车先将货物缓慢举高后，又在水平方向匀速移动一段距离，将货物放到货架上。在这个过程中，叉车对货物的支持力是否一直在做功 为什么
叉车将货物缓慢举高时，力的方向与货物移动的方向相同，叉车对货物的支持力做了功；在水平方向匀速移动时，力的方向与货物移动的方向垂直，叉车对货物的支持力没有做功。
对 W = Fs 的理解：
1. 同体性：F 和 s 必须对应同一物体。
2. 单位一致：公式中 F 的单位必须是 N，s 的单位必须是 m，那么功的单位才是 J。
3. 同时性：力 F 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。
4. 同向性：距离 s 必须是物体在力 F 的方向上移动的距离。
解决与做功有关的问题时，要明确做功的力和在这个力的方向上移动的距离，最后算出功的大小。
策略提炼
练习
现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示. F在三种情况下做的功分别为 W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A. W甲>W乙>W丙
B. W甲C. W甲=W乙=W丙
D. W甲=W乙C
比较做功多少的方法
与接触面是否光滑、物体质量大小等因素无关
W = Fs
比较
做功的多少
定义式
相同的力比较距离
相同的距离比较力
应用公式计算，再比较做功多少
定性分析
定量计算
功的概念
1.下面关于功的说法正确的是( )
D
A.有力就一定做功
B.物体移动了距离一定做功
C.物体受到力并且移动了距离就一定做功
D.物体受到力并且在力的方向上移动了距离，这个力就对物
体做了功
2. 下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的
是( )
C
A.托着货物停
在水平地面上，
叉车对货物的
力
B.搬石头但没
有搬动，手对
石头的力
C.使小车向前
运动了一段距
离的推力
D.提着滑板在
水平路面上前
行，手提滑板
的力
功的计算
3.[2024·合肥期末] 如图所示，
已知 ，在同样
D
A.甲情况下最多 B.乙情况下最多
C.丙情况下最多 D.三种情况下一样多
大小的力的作用下，三个物体都沿力的方向移动，则力
所做的功( )
4.[2024·唐山一模] 在水平地面上，用 的力沿水平方向
拉着重力为的小车前进 ，在此过程中，拉力与重
力所做的功分别是( )
D
A.、 B.、
C.、 D.、
5.甲、乙两辆玩具车在水平拉力的作用下沿水平方向运动，
拉力做功之比为，通过的路程之比为 ，则拉力之比为
( )
D
A. B. C. D.
6.小明把如图所示的一大桶纯净水(约 )从一
楼扛到四楼的教室，他对纯净水所做的功大约是
( )
C
A. B.
C. D.
7.如图，五名战士正在进行负重训练——扛圆木，圆木的质
量为，取 ，求：
(1)五名战士将圆木从水平地面扛至距地面 高的肩膀位
置，克服圆木重力所做的功。
解：圆木的重力
，
五名战士将圆木从水平地面扛至肩膀位置的高度为 ，克服圆木重力所
做的功
。
(2)五名战士扛着圆木水平跑动
，战士们对圆木支持力所做的
功。
五名战士扛着圆木水平跑动 的
过程中，圆木没有在支持力方向上
移动距离，因此战士对圆木的支持力做功为0。
2星题 情境应用
8.[2024·滁州月考] 如图所示，小明拉着一个物体在光滑的水
平面上做匀速圆周运动，则物体运动一周，拉力对物体
_________(填“做功”或“不做功”)。
不做功
(第9题)
9.［立德树人·五育并举］在掷实心球
的过程中，小江同学用 的力将重
为 的实心球投出，实心球在空中
划出一条弧线，相关数据如图所示，
实心球从最高点到落地的过程中，实
心球的重力做功为____ 。
56
(第10题)
10.[2023·合肥月考] 如图所示，一木
块沿固定光滑斜面下滑，木块
(不计大小)的重力为 ，所受支持
力为 ，则木块由斜面顶端滑到底端
的过程中，重力做功为_____ ，支持
力做功为___ 。
0
11.如图甲所示，放在水平地面上的物体 受到方向不变的水
平拉力的作用，和 图像分别如图乙、丙所示，
内拉力做功为___，在 内，物体克服摩擦力所
做的功为____ 。
0
12
12.[2024·合肥三模改编] 如图所示，在某
次冰壶运动中，运动员用 的水平力
将的冰壶从点推至 点后放手，
随后离手后的冰壶沿水平方向继续滑行
A
A. B. C. D.
物体因惯性滑行时，推力对其不做功。
至点停止。点到点的距离是，点到 点的距离是
。运动员对冰壶做的功是( )
13.[2024·安徽四模] 如图所示是总
质量为 的小汽车。该车以
的速度，由小明家沿水平
直路匀速行驶到小明奶奶家用了 。已知汽车在匀速行
驶过程中受到的阻力是车重的，取 。求：
(1)汽车受到的重力；
解：汽车受到的重力
。
(2)汽车行驶过程中受到的阻力；
汽车行驶过程中受到的阻力
。
(3)从小明家行驶到奶奶家汽车牵引力做的功。
汽车沿水平直路匀速行驶，处于平衡状态，则牵引力大小等
于阻力大小，即 ，根据速度公式可得汽车通
过的路程
，所
以牵引力做的功
。
3星题 思维提升
14.[2024·六安期中] 如图甲所示，在水
平地面上有三块密度为
、棱长均为 的
正方体木块，某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来，如图乙
所示。小孩叠起这堆木块至少做了_____的功。
取
功
做功的两个必要因素
不做功的三种情况
功的计算
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
W=Fs
谢谢观看！

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