人教版8下物理11.1 功（教学设计）

11.1功（教学设计）年级八年级授课时间课题11.1功教学目标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。教材分析解决力学问题时，如果从能量角度研究，有时会更简便。研究功的重要意义在于可以通过做功研究能量的变化，为研究能量转化过程奠定定量分析的基础。对功的概念的认识水平直接影响能量概念的形成和功能关系的建立。本节主要包括力学中的功和功的计算两部分内容。其中，“力学中的功”通过生活中的实例研究工作是否有成效，使学生认识到做功包含两个必要因素，同时也为功的计算打好基础。“功的计算”明确了功的计算方法，使学生懂得从定量的角度来研究功。教材设计意在培养学生通过分析生活实例得出物理结论，再利用物理结论分析识别生活中的做功现象，同时培养学生利用公式进行简单计算和估算的能力。功的概念比较抽象，教学中应遵循具体→抽象→具体的原则。学生在学习过程中需要一些直观认识作为依托，因此教师在教学中应该借助实验和实例分析加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。在学习本节内容之前，学生还没有学习关于能量的知识，因此无法从能量转化的角度给出功的定义。但学生已有一定的力学基础，能够理解和运用“力的成效”方面的知识，因此可以引导学生构建功的概念。本节的重点是明确力学中功的含义，难点是判断力是否对物体做功。学情分析知识基础：之前学生已经学习了力学的一些基本概念，如力、运动、速度等。这些概念为学习功的概念打下了基础。然而，功作为一个新的概念，需要学生将之前的知识进行整合和应用。认知能力：功的概念相对抽象，需要学生具备一定的抽象思维能力。在理解功的概念、做功的两个必要因素时，学生可能会遇到一些困难。因此，教师在教学中应该借助实验和实例分析加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。心理特征：八年级学生正处于青春期，对物理这门学科的兴趣可能会因个人喜好而有所不同。因此，教师需要关注学生的学习态度，鼓励他们积极参与课堂活动，提高学习兴趣。教学重点力学中功的含义。教学难点判断力是否对物体做功。教学器材多媒体ppt，包含视频：《物理学中的功》、《不做功的三种情况》、《功的计算》、《功》等。教学过程教师活动学生活动导入新课如图所示，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?思考问题，进入情境。学习新课一、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：导入新课问题中，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】拉力F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；拉力F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距离，在物理学中就说这个力对物体做了功。【播放视频】——《物理学中的功》2.做功的两个必要因素【提出问题并分析，得出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，在力的方向上移动了距离。图丙与图丁这些力不做功的原因是：物体受到了力，但在力的方向上没有移动距离。（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力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。3.力对物体不做功的三种情况【根据给出的事例，师生分析总结】用力推车，但车未动（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，即物体没有通过距离，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。（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，在运动方向上没有力对物体做功（离开力说功是无意义的）。乙冰壶在光滑的冰面上滑行丙球在空中飞行（3）力与运动距离的方向垂直（垂直无功）：背着重物沿水平路面匀速行走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.【播放视频】——《力不做功的三种情况》【例题1】下列关于功的各种说法中，正确的是（D）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【详解】如果一个物体在力的作用下，并且在这个力的方向上移动了距离，力对物体才能做功。A、B、C选项中都不符合做功的两个必要因素，所以是错误的。D.有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，所以该力就一定做功。故选D。【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（

C

）A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④【详解】①捡起球的过程，手对实心球球施加了一个竖直向上的力，且在力的方向上移动了一段距离，则手对实心球做了功，①符合题意；②停在空中时，手虽然对实心球施加了力，但并没有在力的方向上移动距离，故手没有对实心球做功，②不符合题意；③挥动球的过程，手对实心球施加了一个水平方向的力，且在力的方向上移动了一段距离，则手对实心球做了功，③符合题意；④球飞出去，脱离了手，手没有对实心球施加力，故手没有对实心球做功，④不符合题意；综上所述，①和③符合题意。思考并分析三个探究问题中的共同点。建立功的概念。知道力学中做功的含义。观看视频，理解功的含义。进行交流讨论，找出甲、乙事例中做功的共同点。找出丙、丁事例中不做功的原因。总结出做功的两个必要因素。通过分析几个具体事例，归纳出力不做功的三种情况。观看视频，进一步认识不做功的三种情况.做例题1与例题2，知道力学中做功的含义；会运用做功包含的两个必要因素，判断力是否对物体做功。学习新课二、功的计算1.功及其计算公式【提问，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，思考下面的问题。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，乙通过的距离大。甲与丙两次提高货物，丙做功多。因为通过的距离相等，丙用的力大。【总结】作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越多，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=FsF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J。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。【提问】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=500N×2m=1000J乙做功W乙=F乙s乙=200N×6m=1200J所以乙和尚做功多。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，要克服摩擦力做功；提高物体时要克服重力做功。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=Gh。【播放视频】——《功的计算》【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?【答案】（1）4×105J；（2）0.【解析】（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=1.5×103kg×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=1.5×104N×30m=4.5×105J（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在竖直上升阶段，拉力做的功为4.5×105J。在水平运动阶段，拉力做的功为0。思考问题，进入情景，引出功的计算问题。分析讨论事例，知道影响做功多少的因素。与老师一起共同归纳得出比较功的大小的方法，会计算功的大小。知道功的定义、公式、单位，1焦的大小。比较两位和尚做功的大小，加深理解。知道运用功的公式时注意的一些问题。知道克服阻力做功的含义，并且会进行计算。观看视频，对功的计算进一步巩固。做例题3，能应用公式W=Fs进行简单的计算，同时知道做功的两个因素。课堂练习课堂练习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【答案】C【详解】A．用300N的力推汽车，汽车没动，人对汽车施加了力，但汽车没有在该力的方向上移动距离，所以人对汽车没有做功，故A不符合题意；B．提着水桶在水平地面上匀速前进，人给水桶的力竖直向上，与水桶通过的距离垂直，所以人对水桶没有做功，故B不符合题意；C．扛着米袋慢慢登上楼梯，人对米袋施加了向上的支持力，且米袋在该力的方向上移动了距离，所以人对米袋做了功，故C符合题意；D．足球被踢后，脚不再对足球有力的作用，足球在草地上滚动一段距离，人对足球没有力的作用，故D不符合题意。故选C。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_____。【答案】错误，错误，见解析。【详解】根据题意可知，甲和尚和乙和尚所提物体的重力已知，而甲、乙移动物体的距离关系没有确定，根据W=Fs可知，甲、乙两人做功的多少无法判断。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。【答案】惯性6072【详解】冰壶被推出后仍向前滑行是因为冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态，所以向前继续滑行。由图知，从出发点A被运动员推着运动6m，到达投掷线，冰壶受到推力的作用，并在推力的方向上通过了距离，所以推力对冰壶做了功；而在BO阶段冰壶虽然通过了一定距离，但不再受到推力的作用，运动员对冰壶不做功，所以，运动员对冰壶做功W＝Fs＝10N×6m＝60J冰壶克服摩擦力运动的距离为s′＝6m+30m＝36m冰壶克服摩擦力所做的功为W′＝fs′＝2N×36m＝72J4.一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＜W3【答案】C.【解析】在这三个过程中，人先后用的力F大小相等，沿力的方向移动相同的距离也相等，根据W=FS可知：在这三个过程中力所做的功相等。这三个过程中外力所做的功与物体的运动状态、受力情况都无关。所以选C。5.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，身体上升时克服重力所做的功。如图是他测量过程的一部分，请你回答以下问题：（1）该同学用测量（用符号表示出该物理量）；（2）还需要的测量仪器，缺少的实验步骤：；（3）克服重力所做功的表达式：W=。【答案】（1）刻度