人教版8下物理11.1 功（导学案）【学生版】

11.1功（导学案）【学习目标】1.通过生活实例，知道力学中做功的含义，能运用公式W=Fs进行简单计算，能判断力是否对物体做功，为形成能量观念奠定基础。2.在利用功的定义分析生活实例的过程中，发展抽象概括的思维能力。3.通过举例说明做功与不做功的情况，提升分析、解释、交流的能力。4.通过分析具体生活实例，经历功的概念的建立过程，深化对物理源于生活的感悟，养成热爱科学、乐于探索的态度。【学习重点】力学中功的含义。【学习难点】判断力是否对物体做功。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.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，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的；二是物体在上移动的距离。3.力不做功的三种情况：①“劳而无功”：物体受力但没移动；②“不劳无功”：物体移动了距离，但是与距离同一方向上没有的作用，物体由于惯性保持继续运动，所以没有力做功；③“垂直无功”：物体受到力的作用，但是力的方向和物体移动的方向。4.功的大小：①规定：功等于与物体在力的方向上移动的的乘积。公式：W=。②功的单位：（J）。把一个鸡蛋举高m，做的功大约是1J。【合作探究】探究一、力学中的功1.功的概念【分析事例，建立功的概念】（1）问题探究探究一：如图所示，叉车要把货物从地面搬到车上。在这个过程中，叉车除了要对货物施加力，还需要怎样做才能完成这个任务?甲乙丙探究二：如图乙所示是把物体提高的情况，在这个过程中，是哪个力对物体的提高有贡献？【分析】物体沿拉力的方向向上运动，所以，对物体的提高有贡献。探究三：如图丙所示，用力F拉水平面上的小车向右运动，小车受到哪些力的作用？哪个力对小车的运动有贡献？【分析】小车受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F、摩擦力f；小车沿拉力F的方向向右运动，所以，对小车的运动有贡献。（2）功的概念：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，在物理学中就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素（1）现象与分析：如上图甲、乙所示，是力对物体做功的两个实例。这些力做功有什么共同点？如图丙、丁所示，是力对物体没有做功的两个实例。力对物体为什么没有做功？丙丁【分析】图甲与图乙中的做功实例，共同点是：物体受到了力，在力的方向上距离。图丙与图丁这些力不做功的原因是：物体受到了力，在力的方向上距离（选填“移动了”或“没有移动”）。（2）结论：力学中的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的；二是物体在这个力的方向上移动了。3.力对物体不做功的三种情况【分析下面几个事例】（1）有力无距离（劳而无功）如图甲所示，有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。甲用力推车，但车未动乙冰壶在光滑的冰面上滑行丙球在空中飞行（2）有距离无力（不劳无功）如图乙、丙所示，物体因为惯性通过一段距离，在运动方向上力对物体做功（选填“有”或“没有”）。（3）力与运动距离的方向垂直（垂直无功）如图丁、戊所示，物体受到了力的作用，也通过了距离，但通过的距离与力的方向，物体在力的方向上没有通过距离，这个力对物体没有做功（力的作用没有成效）。丁背着重物沿水平路面匀速行走戊托着食品盘水平送菜【总结】力对物体没有做功的三种情况：不做功的情况分析事例①有力无距离有力作用在物体上，但物体没有通过距离，也叫“劳而无功”.人用力但没有搬起石头，对石头没有做功.②有距离无力物体在运动方向上没有受到力的作用，由于惯性通过一段距离，没有力做功，也称“不劳无功”.足球离开脚后在水平面上继续滚动一段距离，人对足球没有做功.③力与距离的方向垂直物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与受力的方向垂直.足球在地面上滚动，重力与支持力对足球没有做功.【例题1】下列关于功的各种说法中，正确的是（）A.只要有力作用在物体上，就一定做了功B.只要物体移动了距离，就一定做了功C.只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功D.只要有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，就一定做了功【例题2】如图所示是扔实心球的四个过程，其中手对实心球做功的过程是（

）A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④探究二、功的计算【思考问题，引出功的计算问题】如图所示，甲把重为500N的石料提到了2m；乙把重为200N的瓦片提到了6m。甲与乙都在做功，怎样比较他们做功的大小呢？如图所示，是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景，请同学们仔细观察思考。甲与乙两次提高货物，哪一次做功多？你判断的理由是什么？甲与丙两次提高货物，哪一次做功多？你判断的理由是什么？【分析】甲与乙两次提高货物，乙做功多。因为力相等，乙通过的大。甲与丙两次提高货物，丙做功多。因为通过的距离相等，丙用的大。【总结】作用在物体上的越大，物体在力的方向上移动的越多，力所做的功也就越多。（2）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。（3）计算公式：功＝力×距离W=。F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。（4）功的单位在国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，则功的单位是N·m，它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号是。1J＝1N·m1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时，所做的功为1J。从地上拿起一个约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，在此过程中你对鸡蛋做的功大约为1J。【想一想】你现在可以比较两位和尚做功的大小了吧？甲做功W甲=F甲s甲=J；乙做功W乙=F乙s乙=J。所以和尚做功多。2.公式的应用（2）F与s具有同时性即在受力的同时移动了距离，移动距离的同时受了力。公式W=Fs中的F是使物体沿力F的方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。（3）F与s具有同向性公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F的方向上通过的距离。例如：运动员用500N的力将足球踢出20m，若用公式W=Fs=500N×20m=10000J计算，结果是错误的，因为踢球的力的作用距离不是20m，要计算运动员对球做的功，关键看脚推动球前进的距离是多少。（4）F与s具有同体性：即F与s对应同一个研究对象。3.关于克服阻力做功一个物体在力的作用下运动时，若运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。例如，在水平面上推动物体前进时，要克服力做功；提高物体时要克服力做功。人在爬楼梯时，要克服自己的重力做功，计算做功的大小时，应该用人的重力G乘以楼梯的竖直高度h，即W=。【例题3】目前，我国正在大力推广装配式建筑。这种建筑方式不仅施工效率高，还能大幅降低能耗，避免现场粉尘、泥浆等的污染，实现绿色施工。g取10N/kg。（1）把质量为1.5t的构件匀速提升到30m高的楼顶，竖直向上的拉力做了多少功?（2）依据需要，又将这个构件沿水平方向匀速移动了3m。在水平运动阶段，竖直向上的拉力又做了多少功?【精讲点拨】1.三种不做功的典型情况（1）“有力无距离”：有力的作用，但是物体在力的方向上移动的距离为零。（2）“有距离无力”：有移动的距离，但是物体在移动距离的方向上不受力的作用。（3）“力和距离方向垂直”：有力，也有移动的距离，但是力和距离的方向是相互垂直的。2.计算功的方法在应用公式W=Fs进行解题时，要注意F与s的对应性；即F与s对应同一个研究对象；物体受力的同时要移动距离，在移动距离的同时要受力，s是物体在F的作用下移动的距离，二者的方向不能垂直。3.克服阻力做功如果物体移动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。比如克服重力做功时，克服摩擦力做功。4.判断重力是否做功的方法重力的方向始终是竖直向下的，在判断重力是否做功或是否克服重力做功时，只要看物体是否在竖直方向上移动了距离即可。即只要物体的高度发生了变化，那么重力就做了功或者克服重力做了功，且功的大小为W=Gh（G为重力）。5.从能量转化的角度理解功的含义做功的过程伴随着能量转化的过程。例如风力发电机，风通过对叶轮做功把机械能转化为电能，做了多少功，就有多少机械能发生了转化，就转化成多少电能，所以说功是能量转化的量度。【归纳整理】第1节功【课堂练习】1.下列事例中，人对物体做功的是（）A．用300N的力推汽车，汽车没动 B．提着水桶在水平地面上匀速前进C．扛着米袋慢慢爬上楼梯 D．足球被踢后，在草地上滚动一段距离2.如图，在整修寺庙过程中，甲和尚将一捆重400牛的木头提到了较矮的庙墙上，乙和尚把一篮重150牛的瓦片提到了较高的房檐上。根据以上情景，小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。小明的观点是：“甲和尚做功多，因为他用的力大”；小红的观点是：“乙和尚做功多，因为他提起的距离大”，你认为小明的观点______，小红的观点______，（均选填“正确”或“错误”），你的观点是_____。3.如图所示，冬奥会冰壶比赛上，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。冰壶离开手后还能够继续向前运动，是因为冰壶具有。若运动员对冰壶的推力是10N，冰壶滑行时受到的摩擦力为2N，从A点到O点的运动过程中，运动员对冰壶做功J，冰壶克服摩擦做功J。4.一个人先后用同样大小的力F将质量为m的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）A.W1＜W2＜W3B.W1＜W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2＜W35.在体育课上，小明看到同学们在做引体向上，他用生活中的测量仪器测出了同学们做引体向上时，身