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第1节 功和机械能（第 1课时） 教学设计
一、基础信息
1. 教材版本：浙教版（2024）九年级科学上册
2. 课时： 第2章 能的转化与能量守恒 第1节 功和机械能 第1课时，课时45分钟
3. 授课对象：九年级学生
4. 课标依据：2022版义务教育科学课程标准，用实例说明功和功率的概念与意义。
二、学情分析
1. 已有基础：掌握力、二力平衡、路程速度计算，能进行简单力学计算；
2. 认知难点：
混淆“用力”和“做功”，分不清三种不做功情况；
功是过程量、能是状态量难以区分；
忽略摩擦阻力，误以为现实中机械能一定守恒；
推导式P=Fv的实际应用容易出错。
3.学生特点：熟悉爬山、漂流、推小车、移动物体、运动等，可大量本土化情境降低理解难度。
三、核心素养教学目标
（一）科学观念
知道功的概念;理解W=Fs的物理意义及单位，并能简单计算。
（二）科学思维
理解做功由两个必要因素同构成，通过对照必要因素正确判断某个力是否做功；尝试应用已知的科学规律解释某些具体的问题;具有初步的分析概括能力;
（三）科学探究
从物理现象和实验中归纳简单的科学规律的能力。
（四）态度与责任
乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理，勇于探究的兴趣，树立将科学应用于生活、实践的意识，结合教材和联系实际增进学习的兴趣和热爱生活的情感。
四、教学重难点
重点
做功两个必要因素、功公式计算；
难点
根据功的概念正确判断力是否对物体做功。
五、教学过程
（一）情境导入
2011年3月17日，为纪念香港动力飞行百周年，香港民航处举办拉飞机活动，100人拉动1架218t的民航飞机前进100mm，破了吉尼斯世界纪录。在拉飞机的活动中，人们用力拉动飞机，科学上就说人对飞机做了功;如果人们用了力而没有拉动飞机，则人对飞机就没有做功。
提问导入：科学中“用力”不等于“做功”。怎样来理解功的概念，功的大小又如何计算？
引出本节课主题：科学中的功。
（二）探究活动1：做功的定义与两个必要因素
1. 定义：力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动一段距离，就说力对物体做功。
2. 两大必要因素（缺一不可）：
① 作用在物体上的力F；② 物体在力方向移动距离s
3. 三类不做功典型案例（结合生活）：举实例并分析原因
（1） 有力无距离： 举枝头上果实静止不动、推石屋推不动 有力，但无移动距离
（2）有距离无力：冰壶靠惯性滑行 无推力，依靠惯性运动
（3）力与距离垂直： 水平行走提行李箱、缆车水平匀速移动 重力竖直，运动方向水平，力与位移垂直
4. 课堂小辨析（中考基础题型）：
下列场景人对物体做功的是（）
A. 提着永嘉蜜柑水平走路 B. 用力推景区石壁不动
C. 把桶装水从一楼扛到三楼 D. 站在观光缆车中静止 钾肥：茎秆粗壮、抗倒伏；
（三）新知探究2：功的计算、单位（15min）
1. 公式：W=Fs
竖直提升物体，克服重力做功：W=Gh
2. 单位：焦耳，简称焦，符号J；1J=1N·m
1焦耳大小：用1N的力使物体移动1m，做功1J（托起两个鸡蛋升高1m约做功1J）
3.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
板书规范解题步骤：判断是否做功，公式→代入数据→结果，单位统一。
4. 基础当堂练习：2道简单计算题，规范书写格式。
（四）课堂小结+作业
1. 小结：做功两要素、三类不做功、W=Fs；
2. 分层作业：
基础：教材课后相关习题，考试这样考；
提升：搜集1~2个生活场景，判断是否做功并说明理由。
六、板书设计
七、教学反思（预设）
1. 优势：利用生活、生产中的素材，贴合学生生活，降低抽象概念理解难度。
2. 待改进：学生容易忽略“力和距离同方向”，可增加更多生活化辨析题强化训练。
3. 中考对接：课后补充近三年中考功的真题，提炼命题规律。
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第1节 功和机械能（第1课时）
核心概念聚焦
1.如图所示的情境中,做功的是(　　)
A.图甲:人提水桶水平移动 B.图乙:运动员举着杠铃不动
C.图丙:足球飞向空中后踢球的力 D.图丁:石头被撬起的过程中手向下压撬棍的力
2.早上到校后，小明同学背着重50N的书包沿水平路面从闻涛中学门口出发走了10m，并走
楼梯来到五楼的教室，他在此过程中对书包所做的功最接近（　　）
A.0J B.600J C.800J D.1200J
3.如图所示用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉同一木箱使其在F的
作用下移动的距离sAB＝sCD，对比这两种情况，下列说法正确的是（　　）
A.AB段F做功较多 B.CD段F做功较多
C.AB段与CD段F做的功一样多 D.无法比较AB段与CD段F做功的多少
（第3题图） （第4题图） （第5题图）
4.如图是小明投掷实心球的过程示意图，实心球在b点离手，d点为落地点，最后滚到e点
停止运动。在整个过程中，小明对实心球有做功的是（　　）
A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.de段
5.如图是一辆吊车吊装重物的过程，分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平
移两个阶段中吊车拉力对重物做功量（斜影表示有做功）的是（ ）
核心素养提升
6.在图中,图甲地面粗糙、图乙地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力
作用下，在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是 (　　 )
A.图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B.图甲中F做的功等于图乙中F做的功
C.图甲中F做的功大于图乙中F做的功
D.条件不足,无法确定图甲、乙中F做的功谁大
7.我国西部地区夏天经常出现干旱，旱季时常用中间有转轴的塑料桶运水。如图所示，小华
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，她对满桶水做功最多的是（　　）
A. B. C. D.
8.子弹在枪膛内受火药爆炸后产生对气体的平均推力是 800N，子弹的质量为 20g ，枪膛长
55 cm，射出后，子弹在空中飞行了80 m，则气体对子弹所做的功是 (　　)
A.4×104 J B.156.8 J C.440 J D.1.08 J
9.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动
同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据
图像判断:在相等的时间内，木块两次受到的拉力
F1　　　F2，两次拉力对木块做的功W1　　　W2。
(均填“>”“<”或“=”)
10.如图甲所示，铁块重力G=4 N，被吸附在竖直放置
且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上受拉力F=6 N的作用向上运动,铁块此时速度
v与时间t的关系图像如图乙所示,则铁块受到的摩擦力为　　 　N，4 s内拉力F做
的功是　 　　　J。
(第10题图） （第11题图）
11.如图甲所示，水平地面上的一物体，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。请回答下列问题：
（1）该物体在0～3 s内受到的摩擦力为 N，F做功为 。
（2）该物体在6～9 s内F做功为 焦。
创新素养应用
12.如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示
位置开始向上缓慢提升，其示数F 与上升的高度h之间的关系如图（乙）所示。试解答：
（1）钩码所受的重力为　 　N。
（2）当h＝4cm 时，弹簧测力计的示数是　 N，
桌面对钩码的支持力是　 　N。
（3）从开始提升到h＝16cm，弹簧测力计对钩码
所做的功是多少？
参考答案
核心概念聚焦
1.D 2.B 3.C 4.A 5.A
核心素养提升
6.B 7.C 8.C
9.= >
10.2 4.8
11.2 0 24
创新素养应用
12.（1）4.5；（2）3.0 1.5 （3）弹簧测力计对钩码所做的功是0.45J
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第1节 功和机械能
(第1课时）
浙教版 九年级上
创设情境
2011 年 3 月 17 日，为纪念香港动力飞行一百周年，香港民航处举办拉飞机活动，100人拉动1架218t的民航飞机前进100m，打破了吉尼斯世界纪录。
活动中，人们用力拉动飞机，科学上就说人对飞机做了功；
那么，怎样来理解功的概念，功的大小又如何计算
科学中“用力”不等于“做功”。
若人们用了力而没有拉动飞机，则人对飞机就没有做功。
探究实践
在人们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，并且在这个拉力的作用下，飞机向前移动了一段距离 s，拉力作用使得飞机位置发生改变。
对于这种现象，科学中就说人的拉力对飞机做了功。
F
s
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。人拉飞机，拉力做了功，通常也说人做了功。
探究实践
思考与讨论
1.图2.1-2和图2.1-3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
图2.1-2 叉车把货物从地面抬升到一定高度
图2.1-3 人推小车在水平路面上通过一段距离
共同的特点：
①物体都受到了力的作用，
②物体都在这个力的方向上移动一段距离。
物体的受力方向与移动方向相同
探究实践
2.图2.1-4和图2.1-5是物体在力的作用下没有做功的实例。想一想，在这两个实例中有什么共同特点
图2.1-4 人用力搬石头，但没有搬动
图2.1-5 人提书包在水平路面上匀速通过一段距离
共同的特点：
①物体都受到了力的作用，
②物体都没有在这个力的方向上移动一段距离。
探究实践
科学中，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。
图2.1-2 叉车把货物从地面抬升到一定高度
图2.1-3 人推小车在水平路面上通过一段距离
货物在向上的托力作用下，且在托力的方向上移动了一段距离，因此托力对货物做了功。
小车在推力的作用下，在推力方向上移动了一段距离，因此推力对小车做了功。
探究实践
如果一个力作用在物体上，并且物体没有在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体没有做功。
图2.1-4 人用力搬石头，但没有搬动
图2.1-5 人提书包在水平路面上匀速通过一段距离
石头受到人对它向上力的作用，但没有在这个力的方向上移动一段距离，因此这个力没有做功。
书包受到人的竖直向上的提力，在提力方向上没有移动一段距离，因此提力也没有做功。
探究实践
科学中所说的做功，必须包含两个必要因素：
一是作用在物体上的力，
二是物体在力的方向上移动的距离。
这两个因素必须同时满足，缺一不可 ！
①举重运动员
举着杠铃不动
②工人将货箱从地面搬到桌上
③修理工用力推汽车，汽车没动
④大力士支撑着大轮胎静止不动
做功
不做功
不做功
不做功
探究实践
画出用力的示意图，说明力对物体做功的情况：
推动物体，推力对物体做功
提升物体，拉力对物体做功
物体下落，重力对物体做功
沿斜面向上推动物体，推力对物体做功
同时满足做功的两个必要因素。
探究实践
（1）有力缺距离
（2）缺力有距离
不做功的三种情况：
（3）有力有距离，但距离与力的方向垂直。
水平行走
水平移动
没有搬动
没有推动
冰壶和足球由于惯性向前运动
探究实践
思考与讨论
1．做功跟我们日常所说的“做工”或“ 工作”一样吗？
做功要满足两个必要条件。
不一样。
2．如图2.1-6所示，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： ；
匀速向上运动： ；
沿水平方向匀速移动： 。
不做功
做功
不做功
图2.1-6 塔式起重机
探究实践
爬的楼层越高，体重越大，做功越多
功有大小。做功多少和做功两个必要因素有何关系呢？
推力越大，运动路程越长，做功越多
推动小车
爬楼梯
我们每天要爬楼梯，爬的楼层多少，体重大小的同学爬相同楼层比较，有什么不同的感受？
人推小车运动，车篮中放的货物多少，推动小车运动的距离远近，有什么不同的感受
探究实践
科学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2.功的单位：焦耳
1焦耳=1牛顿·米
（意义：1牛的力使物体在力的方向上，通过1米的距离时所做的功为1焦。）
1.功的公式：
功=力×距离
W=F·s
①F与s满足同向性；
②F与s满足同物性；
③F与s满足同时性。
把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为 1焦耳
把一本《科学》书从地面捡起放回桌面所做的功大约为 3 焦耳
简称焦，符号J 。
1J=1N·m
探究实践
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
图2.1-7 运动员举起杠铃
解:运动员向上挺举杠铃需要的力约为:
F=G=mg = 198kg×9.8N/kg = 1940.4N
运动员向上挺举杠铃的高度约为1.8m，则向上挺举对杠铃做的功为:
W=Fs=Gh=1940.4N×1.8m=3492.72J
答:运动员向上挺举杠铃大约做了3492.72J的功。
解题思路：
判断是否做功；
公式→代入→结果
带单位运算
单位统一：W－J,F－N,s－m。
为了简便，常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。
探究实践
模仿1 如图 3-30 所示，有一物 F1体重100 牛，把该物体从地面匀速举到高为1 米的桌面上，做了多少功？如果将这个物体用30 牛的力沿水平地面匀速拖动10 米，做了多少功？
解：∵匀速提升 ∴F1=G=100牛
又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦
∵F2=30牛 s2=10米
∴ W2=F2s2=30牛×10米=300焦
答：举高物体做功 100 焦；拖动物体做功 300 焦。
探究实践
模仿2 已知马车重3000牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.2倍，马拉着车匀速行驶100米，拉力做多少功？
W=Fs=600牛×100米=6 ×104焦
解：∵匀速行驶
∴F=f=0.2G=0.2×3000牛=600牛
答：拉力做功6 × 104焦。
迁移应用
1.在图的四种情境中，人对物体做功的是（　 ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
B
2.某足球运动员在水平方向用25牛的力，将10牛的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30米才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（ ）
A.750焦 B.300焦 C.450焦 D.0
D
迁移应用
4.用400牛的力F沿水平方向分别拉质量是200跳发球千克的大木箱和质量是100千克的小木箱，在水平方向各前进5米，则（　　）
A.力F拉大木箱时做的功多 B.力F拉小木箱时做功反而多
C.两次做功一样多 D.两次做功对象不同，无法比较
D
3.在排球运动中，跳发球(如右图所示)是具威力的发球方式。运动员的动作要领可简化为“①抛球 ②腾空
③击球 ④落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有( )
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
跳发球
C
板书设计
第1节 功和机械能（第1课时）
功
做功的两个必要因素
计算公式：W=Fs
单位：焦耳（J），简称“焦”, 1 J＝1 N·m
有力作用在物体上
沿力的方向上通过距离
同时满足
谢谢
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