11.1 功（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)生版】（人教版）

學(xué)而優(yōu)教有方第1節(jié)功（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道力學(xué)中做功的含義。能說(shuō)出做功包含的兩個(gè)必要因素，并能判斷出力是否對(duì)物體做功。能列舉出生活中關(guān)于做功的實(shí)例。2.明確計(jì)算功的大小的表達(dá)式，以及表達(dá)式中每個(gè)物理量的物理意義和單位。3.能應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.理解功的概念以及做功的兩個(gè)因素；2.功的計(jì)算。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】三種不做功的情況。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：1.物理學(xué)中規(guī)定：如果一個(gè)作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。2.做功的兩個(gè)必要因素：①作用在物體上的；②物體在力的方向上移動(dòng)的。3.力不做功的三種情況：①“勞而無(wú)功”：物體受力但沒(méi)移動(dòng)；②“不勞無(wú)功”：有距離，但是和距離同一方向上沒(méi)有的作用，憑慣性保持繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，所以沒(méi)有力做功；③“垂直無(wú)功”：物體受力和移動(dòng)的方向。4.功的大?。孩僖?guī)定：功等于與物體在力的方向上移動(dòng)的的乘積。公式：。②功的單位：（J）。把一個(gè)雞蛋舉高m，做的功大約是1J。③理解：公式中的s一定是在力F的上通過(guò)的距離，F(xiàn)和s是同一個(gè)物體在同一時(shí)間內(nèi)，且同一方向上的兩個(gè)量?！竞献魈骄俊刻骄恳弧⒘W(xué)中的功【想一想】叉車把貨物從地面托起，使貨物向上發(fā)生位置的移動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，貨物受到哪些力的作用？是哪個(gè)力提高了貨物？【分析】在叉車舉高貨物的過(guò)程中，貨物受到兩個(gè)力的作用：豎直向下的力G和豎直向的托力F。貨物在托力F的作用下，向上移動(dòng)了一段距離s，我們看到了叉車工作的成效。力F作用的成效體現(xiàn)在貨物被舉高了。對(duì)于這種情況，物理學(xué)中就說(shuō)叉車托起貨物的力做了。1.功的概念如果一個(gè)作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段，在物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。物理學(xué)中的功包含一種“貢獻(xiàn)”和“成效”的含義，如果某個(gè)力對(duì)物體的移動(dòng)做出了貢獻(xiàn)，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。2.做功的兩個(gè)必要因素【想一想】如圖甲、乙所示是力對(duì)物體做功的兩個(gè)實(shí)例，這兩個(gè)力做功的實(shí)例有什么共同點(diǎn)？【分析歸納】甲和乙的共同點(diǎn)：物體受到了的作用；物體沿力的方向移動(dòng)了一段。【想一想】如圖丙、丁所示是力對(duì)物體沒(méi)有做功的兩個(gè)實(shí)例。力對(duì)物體為什么沒(méi)有做功？【分析歸納】丙圖中，人對(duì)滑板施加了向的力，滑板在方向上移動(dòng)了一段距離，但沒(méi)有在力的上移動(dòng)距離，因此人沒(méi)有對(duì)滑板做功。丁圖中，人對(duì)石頭施加了向上的力，但石頭在力的作用下沒(méi)有移動(dòng)，因此人沒(méi)有對(duì)石頭做功。丙提著滑板在水平路面上前行丁搬而未起【總結(jié)】做功的兩個(gè)必要因素：①作用在物體上的；②物體在力的方向上移動(dòng)的。有時(shí)為了敘述方便，某個(gè)力做功往往也說(shuō)成施力的物體做了功。如人推小車，推力做了功，也常說(shuō)人做了功。3.不做功的三種情況【想想議議】以下三種情況中，力是否做功？①如圖甲、乙所示，舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)、人沒(méi)有搬動(dòng)石塊。甲甲舉著杠鈴不動(dòng)乙沒(méi)抬動(dòng)【分析歸納】有力作用在物體上，但物體在力的方向上沒(méi)有通過(guò)，所以力不做功。F≠0，s＝0（勞而無(wú)功）②如圖丙、丁所示，冰壺在平滑的冰面上滑行、踢出去的足球。丙丙冰壺在平滑的冰面上滑行丁踢出去的足球【分析歸納】冰壺和足球由于慣性移動(dòng)了距離，但是和距離同一方向上沒(méi)有的作用，所以沒(méi)有力做功。F=0，s≠0(不勞無(wú)功)③如圖戊、己所示，人提著滑板在水平路面上前行，叉車舉著貨物在水平方向上移動(dòng)。戊己F【分析歸納】人提著滑板在水平路面上前行，叉車舉著貨物在水平方向上移動(dòng)；都有力作用在物體上，物體也移動(dòng)了距離，但是力和距離是的，所以沒(méi)有力做功。(垂直無(wú)功)【總結(jié)】力對(duì)物體沒(méi)有做功的三種情況：不做功的情況分析事例①有力無(wú)距離有力作用在物體上，但物體沒(méi)有通過(guò)距離，也叫“勞而無(wú)功”.人用力但沒(méi)有搬起石頭，對(duì)石頭沒(méi)有做功.②有距離無(wú)力物體在運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有受到力的作用，由于慣性通過(guò)一段距離，沒(méi)有力做功，也稱“不勞無(wú)功”.足球離開(kāi)腳后在水平面上繼續(xù)滾動(dòng)一段距離，人對(duì)足球沒(méi)有做功.③力與距離的方向垂直物體受到了力的作用，也通過(guò)了一段距離，但通過(guò)的距離與受力的方向垂直.足球在地面上滾動(dòng)，重力與支持力對(duì)足球沒(méi)有做功.【例題1】如圖所示的四種情形中，對(duì)力是否做功判斷正確的是（）A．甲圖中人提著滑板在平直的道路上勻速行走，人對(duì)滑板做了功B．乙圖中人推著貨車在平直的道路上勻速行走，人對(duì)貨車做了功C．丙圖中人用力搬石頭但石頭未被搬動(dòng)，人對(duì)石頭做了功D．丁圖中足球離開(kāi)腳后繼續(xù)在空中飛行的過(guò)程中，人對(duì)足球做了功探究二、功的計(jì)算【想想議議】做功的多少和什么因素有關(guān)系呢？如圖所示，是起重機(jī)把每一個(gè)重力都相同的貨物提高的情景，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，思考下面的問(wèn)題。甲與乙兩次，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？甲與丙兩次，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？甲甲乙丙【分析】甲與乙兩次，做功多。因?yàn)榱ο嗟龋彝ㄟ^(guò)的大。甲與丙兩次，做功多。因?yàn)橥ㄟ^(guò)的距離相等，丙用的大?！究偨Y(jié)】作用在物體上的越大，物體在力的方向上移動(dòng)的越大，力所做的功越。1.功的大小力學(xué)中規(guī)定：功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的。公式：功＝力×距離W=.2.功的單位在國(guó)際單位制中，力的單位是，距離的單位是，則功的單位是N?m，它有一個(gè)專門的名稱叫做焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是。1J＝1.1N的力使物體在力的方向上通過(guò)1m的距離時(shí)所做的功為1J。把1個(gè)雞蛋舉高2m，做的功大約是J。3.運(yùn)用功的公式時(shí)須注意的幾個(gè)問(wèn)題：①使用W＝Fs時(shí)，統(tǒng)一使用國(guó)際單位制中的單位。②根據(jù)W＝Fs可知，做功的多少只由力F和距離s決定，與物體的質(zhì)量、速度、運(yùn)動(dòng)方向、是否有摩擦等情況（有關(guān)/無(wú)關(guān)）?！纠}3】質(zhì)量為50kg的雪橇上裝滿了350kg的原木，一匹馬拉著雪橇沿著平直的雪地中勻速前行，將原木運(yùn)到了500m外的貨場(chǎng)。如果雪橇行進(jìn)中受到的摩擦力是800N，求馬的水平拉力做的功。5.關(guān)于克服阻力做功如果物體運(yùn)動(dòng)的方向與一個(gè)力的方向相反，通常說(shuō)這個(gè)力是阻力，我們就叫物體克服這個(gè)阻力做功。例如，在水平面上推動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，要克服力做功；提高物體時(shí)要克服力做功。人在爬樓梯時(shí)，要克服自己的重力做功，計(jì)算做功的大小時(shí)，應(yīng)該用人的重力G乘以樓梯的豎直高度h，即W=。克服自己的重力做功克服自己的重力做功圖5【例題3】如圖5所示，小蘭的質(zhì)量為45kg，書(shū)包的質(zhì)量為5kg，沿著樓梯登上三樓教室，若每層樓梯有15級(jí)臺(tái)階，每級(jí)臺(tái)階高20cm，問(wèn)小蘭從地面登上三樓需做多少功？（g=10N/kg）【精講點(diǎn)撥】1.三種不做功的典型情況①“有力無(wú)距離”：有力的作用，但是物體在力的方向上移動(dòng)的距離為零。②“有距離無(wú)力”：有移動(dòng)的距離，但是物體在移動(dòng)距離的方向上不受力的作用。③“力和距離方向垂直”：有力，也有移動(dòng)的距離，但是力和距離的方向是相互垂直的。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解功的含義：做功的過(guò)程伴隨著能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)通過(guò)對(duì)葉輪做功把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，做了多少功，就有多少機(jī)械能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，就轉(zhuǎn)化成多少電能，所以說(shuō)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。3.不同情況下計(jì)算功的方法：①力F和移動(dòng)距離s的方向相同：該力做功大小為W=Fs。②克服阻力做功：如果物體移動(dòng)的方向與一個(gè)力（阻力）的方向相反，我們就說(shuō)物體克服這個(gè)力做功。比如克服重力做功時(shí)，做功大小為W=Gh（G為重力）；克服摩擦力做功時(shí)，功的大小為W=fs（f為摩擦力）?！練w納整理】如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。功的含義功的計(jì)算①功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。②功=力×距離W=Fs③功的單位：焦耳1J＝1N?m。④功的大小只由力F和距離s決定，與物體的質(zhì)量、速度、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否有摩擦等情況無(wú)關(guān)。⑤重力做功W=Gh摩擦力做功W=fs功①一是作用在物體上的力；②物體在力的方向上移動(dòng)的距離。做功的兩個(gè)必要因素①有力無(wú)距離；②有距離無(wú)力；③力與距離垂直。不做功的三種情況【課堂練習(xí)】1．下列情況下，小明對(duì)物理課本做了功的是?（）A.閱讀靜止在桌面上的物理課本B.水平推物理課本，但未推動(dòng)C.物理課本自由下落的過(guò)程D.將物理課本從地面撿起的過(guò)程2.下列所示現(xiàn)象中，力對(duì)物體做功的是（）A．圖甲：用力搬石頭，沒(méi)有搬動(dòng)B．圖乙：用力提著滑板在水平路面上前行C．圖丙：用力將木箱推到斜面的頂端D．圖?。河昧εe著杠鈴在空中不動(dòng)3．如圖所示是臺(tái)球比賽中的情景，白球和黑球靜止在水平球臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)員手推球桿撞擊白球，白球運(yùn)動(dòng)后再撞擊黑球。下列說(shuō)法正確的是（）?A.擊球后，白球離開(kāi)球桿向前滾動(dòng)時(shí)，球桿對(duì)白球做了功B.白球在水平球臺(tái)上滾動(dòng)時(shí)，白球的重力對(duì)它做了功C.白球撞擊黑球后，黑球滾動(dòng)時(shí)，白球?qū)谇蜃隽斯.運(yùn)動(dòng)員手推動(dòng)球桿前進(jìn)時(shí)，手對(duì)球桿做了功4.如圖所示，小明同學(xué)的質(zhì)量約50kg，從一樓走到三樓，他上樓過(guò)程中克服重力所做的功可能為（）A.30JB.300JC.3000JD.10000J5.小明同學(xué)用40N的水平推力推著重100N的小車在水平地面上前進(jìn)了2m，松開(kāi)手后，小車仍向前滑行了1m，整個(gè)過(guò)程中小明做功____J，小車的重力做功____J。6.小明參加中考體育測(cè)試。在跳繩測(cè)試中，1min跳了150次，每次跳起的高度為5cm，小明的質(zhì)量為50kg。小明所受的重力是_____N，小明每跳一次做功是____J。（g取10N/kg）7．一個(gè)人先后用同樣大小的力F將質(zhì)量為m的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離S（如圖所示），該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說(shuō)法正確的是（）A.W1＜W2＜W3B.W1＜W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2＜W38．如圖所示，AC＞BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC分別將同一重物從底部推到頂端，則此過(guò)程中（）A．兩次推力做功大小相同B．兩次克服摩擦力做功大小相同C．兩次克服物體重力做功大小相同D．兩個(gè)斜面的支持力對(duì)物體做功大小不相等9.如圖所示，甲、乙兩同學(xué)各用水平推力推一相同的木箱，甲推的木箱下面有輪子，乙推的木箱直接放在同樣的水平地面上，若甲、乙都把木箱勻速向前推了1m的距離，則甲、乙兩同學(xué)做的功（）甲甲乙A