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第2章第1节 功和机械能1教学设计
一、教学目标
科学观念
理解功的概念，知道做功的两个必要因素，掌握功的计算公式 W = Fs，明确功的单位及物理意义，能区分做功与不做功的情况。
科学思维
通过分析做功与不做功的实例，培养学生的归纳概括能力；通过功的计算推导，发展学生的逻辑推理与数学应用能力，建立"力与距离"的对应关系。
探究实践
能运用功的公式进行简单的计算，解决实际问题；能根据具体情境判断力是否做功，并定量计算功的大小；通过例题分析，掌握解题规范与步骤。
态度责任
通过我国运动员石智勇在奥运会举重夺冠的事例，激发学生的民族自豪感与爱国情怀；培养学生严谨求实的科学态度，认识功和能在生产生活中的重要意义。
二、教学重点与难点
教学重点
功的概念；做功的两个必要因素；功的计算公式W=Fs 及其应用。
教学难点
判断力是否做功（特别是力与距离方向垂直的情形）；功的计算中"力"与"距离"的对应关系及单位换算。
三、教学准备
多媒体课件（PPT）、黑板、粉笔、例题板书设计、相关的视频素材（如举重、叉车工作等）、课堂练习题目打印（或投影展示）。
四、教学过程
（一）导入新课（约5分钟）
教师通过PPT展示引言内容："宇宙间的一切物质的运动和变化都需要能。没有能，我们就无法呼吸和行走，也无法思考。没有能，一切生命将不复存在。没有能，空气将不再流动，大海将不再有起伏的波浪，太阳也将失去灿烂的光辉。"
引导学生思考：能的形式有哪些？不同形式的能能否相互转化？能的转化遵循什么规律？
教师过渡：今天我们将从"功"的角度来研究能的转化问题，学习功的概念及其计算。
（二）新课教学（约30分钟）
1. 科学中的功
（1）功的定义
教师展示"人拉飞机"的图片，提问：人用力拉动飞机，飞机在力的方向上移动了一段距离，科学上如何描述这个过程中力的作用？
引导学生得出：人用力拉动飞机的过程中，飞机受到一个向前的拉力 F 的作用，飞机在力的方向上移动了一段距离 s。拉力作用使得飞机位置发生改变。科学中就说人的拉力对飞机做了功。
定义：如果一个力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
补充说明：为了叙述方便，某个力对物体做了功，往往说成施力物体做了功。如人拉飞机，拉力做了功，通常也说人做了功。
（2）做功的两个必要因素
展示"叉车把货物从地面抬升到一定高度"和"人推小车在水平路面上通过一段路程"的图片。
提问：这两个实例中有什么共同特点？
学生回答后总结：货物和小车都受到了力的作用，都在力的方向上运动了一段距离。
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。两者缺一不可。
（3）不做功的三种情况
展示"人用力搬石头，石头没有搬动"和"人提书包在水平路面上匀速通过一段距离"的图片。
提问：这两个实例有什么共同特点？
学生回答后总结：石头和书包都受到了力的作用，但在力的方向上都没有移动距离。
归纳不做功的三种情况：
① 有力没距离：物体受到力，但没有在力的方向上移动距离（如搬石头未搬动）。
② 没力有距离：物体移动了距离，但没有受到力的作用（如物体在光滑水平面上依靠惯性运动）。
③ 有力有距离，但距离与力方向垂直：力与移动方向垂直，力不做功（如人提书包在水平路面上匀速行走，拉力方向竖直向上，移动方向水平）。
（4）辨析与讨论
讨论1：做功跟我们日常所说的"做工"或"工作"一样吗？
教师引导：不一样。"做工"多指体力劳动，体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。如建筑工人在水平路面上搬砖，是在"做工"，但没有做功。"工作"可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，脑力劳动没有做功。
讨论2：塔式起重机下挂着重物，在重物静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？
① 重物静止不动时，钢索的拉力对重物 不做功（有力没距离）。
② 匀速向上运动时，钢索的拉力对重物 做功（有力有距离，且方向相同）。
③ 沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物 不做功（力与距离方向垂直）。
2. 功的计算
（1）功的定义及公式
定义：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
公式：W = Fs
其中，W 表示功，F 表示力，s 表示在力的方向上通过的距离。
变形公式：F = W/s，s = W/F
（2）功的单位
力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），功的单位是焦耳（J）。
1 J = 1 N·m
物理意义：1焦耳等于1牛的力使物体在力的方向上移动1米所做的功。
举例感知：把2只鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦耳。
提问：5焦耳表示什么含义？
答：物体在5牛拉力的作用下，在力的方向上运动了1米时，拉力做的功为5焦。
（3）功的实质
物体具有做功的本领，是因为它具有能。做功的实质是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。
因此，可以用功来量度能量转化的多少。能量的单位和功一样，也是焦耳。
（4）例题讲解
例题：2021年7月，在东京奥运会上，我国运动员石智勇在男子举重73公斤级比赛中夺得冠军，挺举成绩是198kg。他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功？
审题分析：
① 求什么力做功？—— 运动员对杠铃的举力做功。
② 这个力是多少？—— 举力 F 等于杠铃的重力 G，F = G = mg。
③ 在力的方向上有没有距离，距离是多少？—— 有距离，挺举时杠铃上升的高度约为 h = 1.8 m。
④ 根据功的定义公式计算。
解：
G = mg = 198 kg × 9.8 N/kg = 1940.4 N
h = 1.8 m
W = Gh = 1940.4 N × 1.8 m = 3492.72 J
答：运动员向上挺举杠铃大约做了 3492.72 J 的功。
说明：为简便起见，常将举高物体时人所做的功说成"克服重力 G 做的功"，可直接用公式 W = Gh 计算。
（三）课堂练习（约8分钟）
教师展示PPT中的4道选择题，学生独立思考后回答，教师点评并解析。
1. 如图是吉祥物"琮琮""莲莲""宸宸"正在开展的活动，下列有关做功情况的叙述正确的是（　　）
A．"琮琮"打网球时，网球离开球拍之后，球拍对网球仍在做功
B．"莲莲"打篮球时，篮球在手指上转动的过程中，手指对篮球做了功
C．"宸宸"打乒乓球时，手上的乒乓球掉落到地
D．"宸宸"跨栏时，从栏杆上落下的过程中，重力做了功
答案：D
解析：A中球离开球拍后，球拍对球没有力的作用，不做功；B中篮球在手指上转动，手指对球的力与球移动方向垂直，不做功；C中乒乓球下落过程中，重力做功，但选项表述不完整；D中从栏杆下落，重力方向竖直向下，物体在重力方向上移动了距离，重力做功。
2. 台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　）
A．击打白球时，手对白球做了功
B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C．白球撞击红球后，红球滚动时，白球对红球做了功
D．击球后，白球离开球杆向前滚动时，球杆对白球做了功
答案：B
解析：A中手击打白球时，手对白球有力的作用且白球在力的方向上移动，手对白球做了功，但"击打"瞬间过程较短，通常认为手对球做功；B中手推球杆前进，手对球杆做功，正确；C中红球滚动时，白球与红球已分离，白球对红球无力的作用，不做功；D中白球离开球杆后，球杆对白球无力的作用，不做功。
3. "胜哥"把重为 6×10 N 的飞机沿着水平地面拖动 10 米，"胜哥"对飞机做的功为（　　）
A．6×10 J　 　B．6×10 J　 　C．0 J　 　D．无法确定
答案：D
解析：题目中只给出了飞机的重力（竖直方向），但"胜哥"拖动飞机是水平方向，水平方向的拉力未知，因此无法计算功的大小。
4. "胜哥"在水平方向用 30 N 的力，将 100 N 的物体沿水平推动，结果向前推动了 10 米。在推物体的过程中"胜哥"对物体所做的功为（　　）
A．300 J　　B．1000 J　　C．3000 J　　D．0 J
答案：A
解析：水平推力 F = 30 N，水平移动距离 s = 10 m，功 W = Fs = 30 N × 10 m = 300 J。重力方向竖直向下，与水平移动方向垂直，重力不做功。
（四）课堂小结（约5分钟）
教师引导学生回顾本节课所学内容：
一、功的定义
1. 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。
2. 不做功的三种情况：①有力没距离；②没力有距离；③有力有距离，但距离与力方向垂直。
二、功的计算
1. 定义公式：W = Fs（功 = 力 × 距离）
2. 功的单位：焦耳（J），1 J = 1 N·m
3. 功的实质：能量转化的量度。
（五）布置作业（约2分钟）
1. 课本课后练习题第1、2、3题。
2. 思考：在生活中有哪些力做功的例子？请列举3个，并说明是什么力做功，物体在力的方向上移动了距离。
3. 预习下一节"功率"的内容。
五、板书设计
第2章 第1节 功和机械能（第一课时）
一、科学中的功
1. 定义：力 × 力的方向上的距离
2. 两个必要因素：①力　②力的方向上移动距离
3. 不做功的三种情况：
①有力没距离　②没力有距离　③力与距离垂直
二、功的计算
1. 公式：W = Fs
2. 单位：焦耳（J），1 J = 1 N·m
3. 实质：能量转化的量度
4. 例题：石智勇举重 W = Gh = 1940.4 N × 1.8 m = 3492.72 J
六、教学反思
本节课通过大量的生活实例和图片展示，帮助学生理解功的概念和做功的两个必要因素，学生在区分"做功"与"不做功"方面表现较好，但部分学生对"力与距离方向垂直时不做功"的理解仍存在困难，后续教学中可增加更多直观演示和对比练习。
在功的计算环节，学生对公式 W = Fs 的运用较为熟练，但个别学生在确定"力"和"距离"的对应关系时出现混淆，尤其是在涉及重力做功的问题上。今后教学中应强化"力与距离同方向"的对应关系训练，并通过变式练习巩固提升。
例题选取了石智勇举重的真实情境，既激发了学生的兴趣，又渗透了爱国主义教育，效果良好。后续可进一步挖掘更多与生活、科技相关的真实情境，增强学科育人价值。(共24张PPT)
第2章 能的转化与能量守恒
宇宙间的一切物质的运动和变化都需要能。没有能，我们就无法呼吸和行走，也无法思考。没有能，一切生命将不复存在。没有能，空气将不再流动，大海将不再有起伏的波浪，太阳也将失去灿烂的光辉。
能有多种形式，不同
形式的能是否会发生相互
转化？能是如何转化的？
能转化时会遵循什么规律？
第1节 功和机械能
人用力拉动了飞机，科学上就说人对飞机做了功；如果人用了力而没有拉动飞机，则人对飞机就没有做功。那么，怎样来理解功的概念，功的大小又如何计算？
第一课时 功的定义及计算
第1节 功和机械能
一、科学中的功
人用力拉动飞机的过程中，飞机受到一个向前的拉力F的作用，飞机在力的方向上移动了一段距离s。拉力作用使得飞机位置发生改变。科学中就说人的拉力对飞机做了功。
如果一个力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
有时为了叙述方便，某个力对物体做了功往往说成施力物体做了功。如人拉飞机，拉力做了功，通常也说人做了功。
1. 下列图示是物体在力的作用下做功的实例。想一想，在这两个实例中有什么共同特点？
叉车把货物从地面抬升到一定高度
人推小车在水平路面上通过一段路程
F
S
F
S
共同的特 点：
货物和小车都受到了力的作用
都在力的方向上运动了一段距离。
做功，包含两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。
2. 下列图示是物体在力的作用下没有做功的实例。想一想，有什么共同特点？
人用力搬石头，
石头没有搬动
人提书包在水平路面上
匀速通过一段距离
F
F
S
在力方向上都没有移动距离。
共同的特 点：
石头和书包都受到了力的作用。
有力有距离做功
有力无距离不做功
1.做功跟我们日常所说的“做工”或“ 工作”一样吗？
不一样。“做工”多指体力劳动。
体力劳动中，人可能做功，也可能没有做功。
如建筑工人在水平路面上搬砖，是在“做工”，但没有做功。
“工作”可以指体力劳动，也可以是脑力劳动，脑力劳动没有做功。
2.塔式起重机下挂着重物，在重物静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？
重物静止不动时，钢索的拉力对重物不做功。
匀速向上运动时，钢索的拉力对重物做功。
沿水平方向匀速移动时，钢索的拉力对重物不做功。
1. 定义：
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2. 公式：
W = Fs
功 = 力 × 距离
F =
W
S
S=
W
F
二、功的计算
W 表示功 ；F表示力 ；S表示在力的方向上通过的距离。
变形公式：
= 1牛·米（ N · m ）
3.单位
力的单位是：
N（牛）
m（米）
J（焦耳）
功的单位是：
距离的单位是：
1 焦耳（J）
W =Fs
4.意义
1 焦耳（J）= 1牛·米（ N · m ）
5焦耳表示什么含义？
答：物体在5牛拉力的作用下，在力的方向上运动了1米时，拉力做的功为5焦。
W =Fs
1焦耳有多大呢？
把2只鸡蛋举高1米，做的功大约是1 焦。
5.功的实质
物体具有做功的本领，是因为它具有能。
做功的实质是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。
因此，可以用功来量度能量转化的多少。
能量的单位和功一样，也是焦耳。
例题2021年7月，在东京奥运会上，我国运动员石智勇在男子举重73公斤级比赛中夺得冠军，挺举成绩是198kg。他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功？
功的计算
先审题，后公式，再计算
①求什么力做功？
③在力的方向上有没有距离，距离是多少？
②这个力是多少？
④根据功的定义公式计算。先公式后代入。
⑤注意各个物理量的单位，最后答。
例题2021年7月，在东京奥运会上，我国运动员石智勇在男子举重73公斤级比赛中夺得冠军，挺举成绩是198kg。他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功？
解：
运动员的力约为：
= 198kg × 9.8N/kg
= 1940.4N
运动员挺举杠铃的距离约为：S=1.8m
W = F s
= 1940.4N × 1.8m
= 3492.72J
答：运动员向上挺举杠铃大约做了3492.72J的功。
为了简便，常将举高物体时人所做的功说成：克服重力G做的功，可直接用公式W = G h计算。
F = G = mg
例题2021年7月，在东京奥运会上，我国运动员石智勇在男子举重73公斤级比赛中夺得冠军，挺举成绩是198kg。他在挺举过程中对杠铃大约做了多少功？
解：
= 198kg × 9.8N/kg
= 1940.4N
h=1.8m
W = G h
= 1940.4N × 1.8m
= 3492.72J
答：运动员克服重力G做的功为3492.72J。
G = mg
一、 功的定义
1. 做功的两个必要因素
一是作用在物体上的力，
二是物体在力的方向上通过一段距离。
2.不做功的三种情况：
（1）有力没距离
（2）没力有距离
（3）有力有距离，但距离与力方向垂直。
二、 功的计算
1.定义公式
×
W = F × S
功
=
距离
力
2.功的单位
J（焦耳）
1焦耳 = 1牛·米
1.如图是吉祥物“琮琮”“莲莲”“宸宸”正在开展的活动，下列有关做功情况的叙述正确的是（　　）
A．“琼踪”打网球时，网球离开球拍之后，球拍对网球仍在做功
B． “莲莲”打篮球时，篮球在手指上转动的过程中，手指对篮球做了功
C．“宸宸”打乒乓球时，手上的乒乓球掉落到地
D．“宸宸”跨栏时，从栏杆上落下的过程中，重力做了功
D
2．台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　）
A．击打白球时，手对白球做了功
B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C．白球撞击红球后，红球滚动时，白球对红球做了功
D．击球后，白球离开球杆向前滚动时，球杆对白球做了功
B
3.“胜哥”把重为6×105牛的飞机沿着水平地面拖动10米， “胜哥”对飞机做的功为（ ）
A. 6×106焦耳
B. 6×105焦耳
C.0焦耳
D.无法确定
D
4. “胜哥”在水平方向用30牛的力，将100牛的物体沿水平推动，结果向前推动了10米。在推物体的过程中胜哥”对物体所做的功为（ ）
A. 300焦 B. 1000焦 C. 3000焦 D. 0焦
A
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2026年7月8日第 2 章第 1 节 功和机械能 1
1．非洲旱季，常用取水滚筒（中间有转轴的塑料桶）运水。下列选项中，小黑
分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙程度相同的水平地面上
匀速行走相同路程，他对满桶水做功最多的是（ ）
A． B．
C． D．
2．豌豆果实成熟后豆荚会突然炸裂开，同时种子被弹射出去，我们把这种传播
种子的方式称为弹力传播。在种子被弹射出去至落到地面的过程中（ ）
A．豌豆弹射出去瞬间，所受的弹力等于重力
B．豌豆在空中飞行时，豆荚没有对豌豆做功
C．豌豆在空中飞行时，动能先增大后减小
D．豌豆弹射过程中，豌豆的机械能始终不变
3．如图，“胜哥”在练举重，当他的挺举成绩是 130千克时，在挺举过程中（将
杠铃从地面举到如图所示）对杠铃做的功最接近（ ）
A．500焦
B．1000焦
C．2000焦
D．4000焦
4．下列关于物体是否做功的说法中正确的是 ( )
A. 足球在草坪上滚动，重力对足球做了功
B. “胜哥”从地上提起椅子，“胜哥”的拉力做了功
C. “胜哥”举着杠铃不动时，“胜哥”对杠铃做了功
D. “胜哥”端着砖水平匀速走了 5米，“胜哥”向上的托力做了功
5．“胜哥”将掉在地上的科学书捡起来放在课桌上，“胜哥”对科学书所做的功
最接近于( )
A. 0.03焦 B. 0.3焦 C. 3焦 D. 30焦
6．“胜哥”举重时，第一阶段把 80 千克的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠
铃在空中稳稳地停留了 5秒钟。关于“胜哥”举重时对杠铃做功的情况，下列说
法中正确的是 ( )
A．他在第一阶段内没有做功 B．他在第二阶段内没有做功
C．他在两个阶段内一直都在做功 D．他在两个阶段内都没有做功
7．如图所示，“胜哥”在打篮球，下列过程中“胜哥”对篮球做功的是（ ）
A．抱着篮球水平匀速前进 B．抱着篮球静止不动
C．投篮时手推着篮球上升过程 D．投篮时篮球离手后上升过程
8．小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了我们初中科学中的“做功”，跟我
们日常所说的“做工”或“工作”不一样。从物理学的角度来说，做功必须具备
两个条件。下列各图中，哪种情况下对物体没有做功（ ）
A．（a）用起重机吊起建筑材料 B．（b）小科用力推汽车，没推动
C．（c）工人将油桶推到仓库中 D．（d）小鸟将虫子从地里叨出来
9．“胜哥”去看电影，其内有图甲所示的直升电
梯和图乙所示的楼梯式电梯。若“胜哥”通过图
甲方式到达二楼克服重力做功为W甲，通过图乙方
式到达二楼克服重力做功为W乙，则两者大小关系
正确的是（ ）
A．W甲 W乙 B．W甲 W乙 C．W甲 W乙 D．无法判断
10．如图所示为“胜哥”锻炼身体时在单杠上做引体向
上运动的情景，由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈
臂引体状态所做功约为（ ）
A．3J B．300J
C．3×104J D．3×106J
11．在水平地面上，“胜哥”用 20 牛的水平拉力推重为 50 牛的小车，使小车沿
水平方向前进了 10 米，此过程中推力所做的功是 ( )
A. 200 焦 B. 500焦 C. 1000 焦 D. 0焦
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L为 40厘米，质量为 2千
克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为 4N。若“胜哥”在木板左端用
一水平推力 F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（ ）
A．1.6焦
B．0.8焦
C．8焦
D．0.4焦
13．自动步枪枪膛里，火药爆炸产生的气体对子弹的平均推力是 10000牛，枪膛
长 36 厘米，子弹从枪膛射出后前进了 500 米，则火药爆炸产生的推力对子弹所
做的功为 焦。
14．如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力 F 的作用，
F的大小与时间 t的关系和物体速度 v与时间 t的关系如图乙所示。则第 2秒末
时，物体处于 状态，第 6秒末到第 9秒末，推力 F做功是 焦
耳。
15．某无人机整机质量 2千克，“胜哥”在某景区利用该无人机进行取景录像。
(1)在 80米高空，以 24千米/小时的速度水平匀速录像过程中。判断该过程中无
人机动能不变的理由是 。
(2)无人机竖直向上爬升 80米的过程中克服重力做了多少功？
16．“胜哥”去超市购物，将 20kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内
速度 v随时间 t变化的关系图像如图所示。已知小推车重 100N，所受阻力是总
重的 0.2 倍。（g取 10N/kg）
（1）在 0～10s内，水平推力 （大于/小于/等于）阻力；
（2）描述 20s后阻力的变化情况 ；
（3）10～20s内水平推力做了多少功？
第 2章第 1 节 功和机械能 1 答案
1．C 2．B 3．C 4．B 5．C 6．B 7．C 8．B 9．C 10．B
11．A 12．B
13．3600
14．静止 24
15．(1)无人机的质量和速度都不变
(2) （2）无人机升至 60米高空时克服重力做的功
W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×80m=1600J
16．（1）大于 （2）不变 480J
（3）物品重力 G 物=m 物g=20kg×10N/kg=200N
总重力 G 总=G 车+G 物=100N+200N=300N
小推车受到的阻力 f=0.2G=0.2×300N=60N
由图像可知，在 10～20s车处于平衡状态，则水平推力 F=f=60N
10～20s 内车运动的距离 s=vt=0.8m/s×10s=8m
10～20s 内水平推力做的功 W=Fs=60N×8m=480J

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