人教版8下物理11.1 功（教學(xué)設(shè)計）

11.1功（教學(xué)設(shè)計）年級八年級授課時間課題11.1功教學(xué)目標(biāo)1.通過生活實例，知道力學(xué)中做功的含義，能運用公式W=Fs進行簡單計算，能判斷力是否對物體做功，為形成能量觀念奠定基礎(chǔ)。2.在利用功的定義分析生活實例的過程中，發(fā)展抽象概括的思維能力。3.通過舉例說明做功與不做功的情況，提升分析、解釋、交流的能力。4.通過分析具體生活實例，經(jīng)歷功的概念的建立過程，深化對物理源于生活的感悟，養(yǎng)成熱愛科學(xué)、樂于探索的態(tài)度。教材分析解決力學(xué)問題時，如果從能量角度研究，有時會更簡便。研究功的重要意義在于可以通過做功研究能量的變化，為研究能量轉(zhuǎn)化過程奠定定量分析的基礎(chǔ)。對功的概念的認(rèn)識水平直接影響能量概念的形成和功能關(guān)系的建立。本節(jié)主要包括力學(xué)中的功和功的計算兩部分內(nèi)容。其中，“力學(xué)中的功”通過生活中的實例研究工作是否有成效，使學(xué)生認(rèn)識到做功包含兩個必要因素，同時也為功的計算打好基礎(chǔ)?！肮Φ挠嬎恪泵鞔_了功的計算方法，使學(xué)生懂得從定量的角度來研究功。教材設(shè)計意在培養(yǎng)學(xué)生通過分析生活實例得出物理結(jié)論，再利用物理結(jié)論分析識別生活中的做功現(xiàn)象，同時培養(yǎng)學(xué)生利用公式進行簡單計算和估算的能力。功的概念比較抽象，教學(xué)中應(yīng)遵循具體→抽象→具體的原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要一些直觀認(rèn)識作為依托，因此教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實驗和實例分析加強直觀性和形象性，以便學(xué)生理解和掌握。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)關(guān)于能量的知識，因此無法從能量轉(zhuǎn)化的角度給出功的定義。但學(xué)生已有一定的力學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解和運用“力的成效”方面的知識，因此可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建功的概念。本節(jié)的重點是明確力學(xué)中功的含義，難點是判斷力是否對物體做功。學(xué)情分析知識基礎(chǔ)：之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)的一些基本概念，如力、運動、速度等。這些概念為學(xué)習(xí)功的概念打下了基礎(chǔ)。然而，功作為一個新的概念，需要學(xué)生將之前的知識進行整合和應(yīng)用。認(rèn)知能力：功的概念相對抽象，需要學(xué)生具備一定的抽象思維能力。在理解功的概念、做功的兩個必要因素時，學(xué)生可能會遇到一些困難。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實驗和實例分析加強直觀性和形象性，以便學(xué)生理解和掌握。心理特征：八年級學(xué)生正處于青春期，對物理這門學(xué)科的興趣可能會因個人喜好而有所不同。因此，教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，鼓勵他們積極參與課堂活動，提高學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點力學(xué)中功的含義。教學(xué)難點判斷力是否對物體做功。教學(xué)器材多媒體ppt，包含視頻：《物理學(xué)中的功》、《不做功的三種情況》、《功的計算》、《功》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課如圖所示，叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個過程中，叉車除了要對貨物施加力，還需要怎樣做才能完成這個任務(wù)?思考問題，進入情境。學(xué)習(xí)新課一、力學(xué)中的功1.功的概念【分析事例，建立功的概念】（1）問題探究探究一：導(dǎo)入新課問題中，叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個過程中，叉車除了要對貨物施加力，還需要怎樣做才能完成這個任務(wù)?甲乙丙探究二：如圖乙所示是把物體提高的情況，在這個過程中，是哪個力對物體的提高有貢獻(xiàn)？【分析】拉力F對物體的提高有貢獻(xiàn)。探究三：如圖丙所示，用力F拉水平面上的小車向右運動，小車受到哪些力的作用？哪個力對小車的運動有貢獻(xiàn)？【分析】小車受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F、摩擦力f；拉力F對小車的運動有貢獻(xiàn)。（2）功的概念：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，在物理學(xué)中就說這個力對物體做了功?！静シ乓曨l】——《物理學(xué)中的功》2.做功的兩個必要因素【提出問題并分析，得出做功的兩個必要因素】（1）現(xiàn)象與分析如上圖甲、乙所示，是力對物體做功的兩個實例。這些力做功有什么共同點？如圖丙、丁所示，是力對物體沒有做功的兩個實例。力對物體為什么沒有做功？丙丁【分析】圖甲與圖乙中的做功實例，共同點是：物體受到了力，在力的方向上移動了距離。圖丙與圖丁這些力不做功的原因是：物體受到了力，但在力的方向上沒有移動距離。（2）結(jié)論：力學(xué)中的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在這個力的方向上移動了距離。3.力對物體不做功的三種情況【根據(jù)給出的事例，師生分析總結(jié)】用力推車，但車未動（1）有力無距離（勞而無功）：如圖甲所示，有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過距離，力對物體沒有做功（力的作用沒有成效）。（2）有距離無力（不勞無功）：如圖乙、丙所示，物體因為慣性通過一段距離，在運動方向上沒有力對物體做功（離開力說功是無意義的）。乙冰壺在光滑的冰面上滑行丙球在空中飛行（3）力與運動距離的方向垂直（垂直無功）：背著重物沿水平路面勻速行走托著食品盤水平送菜【總結(jié)】力對物體沒有做功的三種情況：不做功的情況分析事例①有力無距離有力作用在物體上，但物體沒有通過距離，也叫“勞而無功”.人用力但沒有搬起石頭，對石頭沒有做功.②有距離無力物體在運動方向上沒有受到力的作用，由于慣性通過一段距離，沒有力做功，也稱“不勞無功”.足球離開腳后在水平面上繼續(xù)滾動一段距離，人對足球沒有做功.③力與距離的方向垂直物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與受力的方向垂直.足球在地面上滾動，重力與支持力對足球沒有做功.【播放視頻】——《力不做功的三種情況》【例題1】下列關(guān)于功的各種說法中，正確的是（D）A.只要有力作用在物體上，就一定做了功B.只要物體移動了距離，就一定做了功C.只要有力作用在物體上，物體又移動了距離，就一定做了功D.只要有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動了距離，就一定做了功【詳解】如果一個物體在力的作用下，并且在這個力的方向上移動了距離，力對物體才能做功。A、B、C選項中都不符合做功的兩個必要因素，所以是錯誤的。D.有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動了距離，所以該力就一定做功。故選D?！纠}2】如圖所示是扔實心球的四個過程，其中手對實心球做功的過程是（

C

）A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④【詳解】①撿起球的過程，手對實心球球施加了一個豎直向上的力，且在力的方向上移動了一段距離，則手對實心球做了功，①符合題意；②停在空中時，手雖然對實心球施加了力，但并沒有在力的方向上移動距離，故手沒有對實心球做功，②不符合題意；③揮動球的過程，手對實心球施加了一個水平方向的力，且在力的方向上移動了一段距離，則手對實心球做了功，③符合題意；④球飛出去，脫離了手，手沒有對實心球施加力，故手沒有對實心球做功，④不符合題意；綜上所述，①和③符合題意。思考并分析三個探究問題中的共同點。建立功的概念。知道力學(xué)中做功的含義。觀看視頻，理解功的含義。進行交流討論，找出甲、乙事例中做功的共同點。找出丙、丁事例中不做功的原因?？偨Y(jié)出做功的兩個必要因素。通過分析幾個具體事例，歸納出力不做功的三種情況。觀看視頻，進一步認(rèn)識不做功的三種情況.做例題1與例題2，知道力學(xué)中做功的含義；會運用做功包含的兩個必要因素，判斷力是否對物體做功。學(xué)習(xí)新課二、功的計算1.功及其計算公式【提問，引出功的計算問題】如圖所示，甲把重為500N的石料提到了2m；乙把重為200N的瓦片提到了6m。甲與乙都在做功，怎樣比較他們做功的大小呢？如圖所示，是起重機把每一個重力都相同的貨物提高的情景，請同學(xué)們仔細(xì)觀察，思考下面的問題。甲與乙兩次提高貨物，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？甲與丙兩次提高貨物，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？【分析】甲與乙兩次提高貨物，乙做功多。因為力相等，乙通過的距離大。甲與丙兩次提高貨物，丙做功多。因為通過的距離相等，丙用的力大?！究偨Y(jié)】作用在物體上的力越大，物體在力的方向上移動的距離越多，力所做的功也就越多。（2）功：力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。（3）計算公式：功＝力×距離W=FsF表示力，s表示沿力的方向移動的距離，W表示功。（4）功的單位在國際單位制中，力的單位是N，距離的單位是m，則功的單位是N·m，它有一個專門的名稱叫做焦耳，簡稱焦，符號是J。1J＝1N·m1N的力使物體在力的方向上通過1m的距離時，所做的功為1J。從地上拿起一個約50g的雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂，在此過程中你對雞蛋做的功大約為1J?！咎釂枴磕悻F(xiàn)在可以比較兩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.公式的應(yīng)用（2）F與s具有同時性即在受力的同時移動了距離，移動距離的同時受了力。公式W=Fs中的F是使物體沿力F的方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。（3）F與s具有同向性公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過的距離。例如：運動員用500N的力將足球踢出20m，若用公式W=Fs=500N×20m=10000J計算，結(jié)果是錯誤的，因為踢球的力的作用距離不是20m，要計算運動員對球做的功，關(guān)鍵看腳推動球前進的距離是多少。（4）F與s具有同體性：即F與s對應(yīng)同一個研究對象。3.關(guān)于克服阻力做功一個物體在力的作用下運動時，若運動的方向與一個力（阻力）的方向相反，我們就說物體克服這個力做功。例如，在水平面上推動物體前進時，要克服摩擦力做功；提高物體時要克服重力做功。人在爬樓梯時，要克服自己的重力做功，計算做功的大小時，應(yīng)該用人的重力G乘以樓梯的豎直高度h，即W=Gh。【播放視頻】——《功的計算》【例題3】目前，我國正在大力推廣裝配式建筑。這種建筑方式不僅施工效率高，還能大幅降低能耗，避免現(xiàn)場粉塵、泥漿等的污染，實現(xiàn)綠色施工。g取10N/kg。（1）把質(zhì)量為1.5t的構(gòu)件勻速提升到30m高的樓頂，豎直向上的拉力做了多少功?（2）依據(jù)需要，又將這個構(gòu)件沿水平方向勻速移動了3m。在水平運動階段，豎直向上的拉力又做了多少功?【答案】（1）4×105J；（2）0.【解析】（1）構(gòu)件在豎直方向上做勻速直線運動，構(gòu)件所受的拉力與重力大小相等，即F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104'N構(gòu)件在豎直方向上移動的距離s=30m所以，拉力做的功W=Fs=1.5×104N×30m=4.5×105J（2）拉力的方向豎直向上。構(gòu)件在水平方向上移動了3m，但在豎直方向上沒有移動距離，即s'=0。所以，拉力做的功W'=Fs'=0在豎直上升階段，拉力做的功為4.5×105J。在水平運動階段，拉力做的功為0。思考問題，進入情景，引出功的計算問題。分析討論事例，知道影響做功多少的因素。與老師一起共同歸納得出比較功的大小的方法，會計算功的大小。知道功的定義、公式、單位，1焦的大小。比較兩位和尚做功的大小，加深理解。知道運用功的公式時注意的一些問題。知道克服阻力做功的含義，并且會進行計算。觀看視頻，對功的計算進一步鞏固。做例題3，能應(yīng)用公式W=Fs進行簡單的計算，同時知道做功的兩個因素。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.下列事例中，人對物體做功的是（）A．用300N的力推汽車，汽車沒動 B．提著水桶在水平地面上勻速前進C．扛著米袋慢慢爬上樓梯 D．足球被踢后，在草地上滾動一段距離【答案】C【詳解】A．用300N的力推汽車，汽車沒動，人對汽車施加了力，但汽車沒有在該力的方向上移動距離，所以人對汽車沒有做功，故A不符合題意；B．提著水桶在水平地面上勻速前進，人給水桶的力豎直向上，與水桶通過的距離垂直，所以人對水桶沒有做功，故B不符合題意；C．扛著米袋慢慢登上樓梯，人對米袋施加了向上的支持力，且米袋在該力的方向上移動了距離，所以人對米袋做了功，故C符合題意；D．足球被踢后，腳不再對足球有力的作用，足球在草地上滾動一段距離，人對足球沒有力的作用，故D不符合題意。故選C。2.如圖，在整修寺廟過程中，甲和尚將一捆重400牛的木頭提到了較矮的廟墻上，乙和尚把一籃重150牛的瓦片提到了較高的房檐上。根據(jù)以上情景，小明和小紅就甲、乙兩個和尚所做功的多少進行了討論。小明的觀點是：“甲和尚做功多，因為他用的力大”；小紅的觀點是：“乙和尚做功多，因為他提起的距離大”，你認(rèn)為小明的觀點______，小紅的觀點______，（均選填“正確”或“錯誤”），你的觀點是_____?！敬鸢浮垮e誤，錯誤，見解析?！驹斀狻扛鶕?jù)題意可知，甲和尚和乙和尚所提物體的重力已知，而甲、乙移動物體的距離關(guān)系沒有確定，根據(jù)W=Fs可知，甲、乙兩人做功的多少無法判斷。3.如圖所示，冬奧會冰壺比賽上，冰壺從出發(fā)點A被運動員推著運動6m后，在B點被推出，沿冰道運動30m到O點停下來。冰壺離開手后還能夠繼續(xù)向前運動，是因為冰壺具有。若運動員對冰壺的推力是10N，冰壺滑行時受到的摩擦力為2N，從A點到O點的運動過程中，運動員對冰壺做功J，冰壺克服摩擦做功J?！敬鸢浮繎T性6072【詳解】冰壺被推出后仍向前滑行是因為冰壺具有慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，所以向前繼續(xù)滑行。由圖知，從出發(fā)點A被運動員推著運動6m，到達(dá)投擲線，冰壺受到推力的作用，并在推力的方向上通過了距離，所以推力對冰壺做了功；而在BO階段冰壺雖然通過了一定距離，但不再受到推力的作用，運動員對冰壺不做功，所以，運動員對冰壺做功W＝Fs＝10N×6m＝60J冰壺克服摩擦力運動的距離為s′＝6m+30m＝36m冰壺克服摩擦力所做的功為W′＝fs′＝2N×36m＝72J4.一個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相同的距離S（如圖所示），該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是（）A.W1＜W2＜W3B.W1＜W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2＜W3【答案】C.【解析】在這三個過程中，人先后用的力F大小相等，沿力的方向移動相同的距離也相等，根據(jù)W=FS可知：在這三個過程中力所做的功相等。這三個過程中外力所做的功與物體的運動狀態(tài)、受力情況都無關(guān)。所以選C。5.在體育課上，小明看到同學(xué)們在做引體向上，他用生活中的測量儀器測出了同學(xué)們做引體向上時，身體上升時克服重力所做的功。如圖是他測量過程的一部分，請你回答以下問題：（1）該同學(xué)用測量（用符號表示出該物理量）；（2）還需要的測量儀器，缺少的實驗步驟：；（3）克服重力所做功的表達(dá)式：W=。【答案】（1）刻度