九年级物理上册 第十一章 机械功与机械能 11.1 怎样才叫做功教案 （新版）粤教沪版-（新版）粤教沪版初中九年级上册物理教案.doc

11.1  怎样才叫做功
【教学目标】
1.知识与技能
（1）理解“做工”与“做功”的区别。
（2）掌握做功的要素，能够判断物体是否做功。
（3）掌握功的测算方法，了解机械功原理。
2.过程与方法
通过课堂互动加深学生对做功的理解。
3.情感态度和价值观
关注与关心社会生活中的做功现象，体会物理与社会生活的密切联系。使学生明白物理学来源于生活，应用于生活。
【教学重点】
理解做功的要素，能够定量计算做功值。
【教学难点】
判断物体是否做功，做功的正确计算方法。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
我们在以前的学习过程中已经学习了力和距离的概念。但力和距离不能直接解释生活中常见的现象，我们需要评价力在距离上的积累。我们为什么要引入机械呢？
【过渡】人类利用机械做功，从而提高工作效率。比如利用蒸汽机做功，带动火车运行。为什么利用机械可以提高工作效率？这就需要明白做工和做功的区别。
二、新课学习
1．介绍做功与做工的区别
【过渡】大家看课本图11-1，在左图中人用力推汽车，但没推动，右图中人用力搬石头，也没搬起来。我们根据经验知道，在做图中所示的活动中我们会大汗淋漓，使尽全身力气，确实做了“工”，但从物理学定义上来讲，我们并未“做功”。那么什么情况下才算做功呢？做功具有什么样的物理意义呢？
（1）怎样才叫“做功”
我们来看活动1，找出课本上图11-2中左图和右图的共同点。从左图中我们发现人在提拉小桶时对小桶施加了力的作用，同时将小桶提起了一段距离；与左图类似，右图的人在推车子的时候对车子施加了力的作用，然后将车子推了一段距离。在物理学上，他们都做了功，但与图11-1不同的是，他们在施加力的同时，使物体移动了一段距离。
【提问】是否对物体施加力，并且物体有移动距离，就认为做功了呢？
很显然不是这样的，我们可以注意到图11-2中，物体的移动方向与作用力方向相同。也即是说，做功需要使物体在力的方向上移动一段距离。物理学上规定：作用在物体上的力，使物体沿力的方向移动一段距离，我们就说这个力对物体做了功。这是物理学上对做功的定性解释。
【提问】大家了解了做功的定义，那么能够从定义里提炼出做功的要素吗？
（2）做功的要素
从定义里不难看出，做功的两个必要的因素是作用力和在力的方向上移动的距离。也即：
①作用在物体上的力
②物体在力的方向上移动的距离
关于做功的要素，大家务必要牢记。其中一定要注意到移动的距离是有前提条件的，也即在力的方向上移动的距离。
【提问】了解了做功的要素，那么什么情况下没有对物体做功呢？
【交流】为了了解不做功的情况，我们需要从做功的要素入手。很明显，力、距离、方向任何一项不满足就会造成不做功：
（1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
（2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳无功”。
（3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），此情况叫“垂直无功”。
这三种不做功的情况可以从反面判断物体是否做功。大家可以根据这些判断依据对图11-3中力是否对物体做功进行判断。
2．怎样测算功
【过渡】我们已经定性地学习了做功，物理学中之所以引入做功除了是因为这个概念特别重要之外，还在于我们要知道力对物体做了多少功。这就需要定量地知道做功。
（1）做功的定量计算
我们了解了做功的要素，就知道了功的大小与力和距离都有关系。物理学上定义力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，也即：功=力×距离。功的符号来源于英文单词“Work”，简称为W，所以做功可以表示为：W＝F·ｓ。
有了功的物理学计算公式，就需要知道功的单位。在国际单位制中，功W的单位为：牛·米(N·m)，它有一个专门的符号：焦耳（J），这是为了纪念著名物理学家焦耳。那么，与功的计算公式对应：J= N·m。1J的物理意义为：1N的力，使物体在力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。即：1J＝1N×1m＝1 N·m
从公式中很容易发现：使物体移动的距离一定，力越大，做的功越多；力一定，使物体移动的距离越大，做的功越多；力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多；功的多少跟作用在物体上的力成正比，跟物体移动的距离成正比。
【提问】大家根据功的计算公式计算图11-5中，手对鸡蛋做了多少功？
解答：人克服鸡蛋的重力做功，一个鸡蛋大约重50g，所以鸡蛋的重力为1N，鸡蛋的移动方向与手用力方向相同，故人对鸡蛋做的功为：W=F ·S=1N · 1m=1J
（2）如何正确地测算功
看图11-6，人在拉车时用了2000 N的力，并在拉力的方向上移动了5 m，那么人拉车时做的功W是否等于 2000 N×5 m吗？
【提问】在图11-6的实例中，我们遗忘了什么才导致这种计算方法？
解答：题中给出了车子的重力，重力的方向与车子移动的方向垂直，属于垂直无功的例子。所以算法不对，还应给出人的拉力。
【交流】我们来看例题，在图11-7中，工作人员将箱子沿4 m长的斜面推到2 m高，求人对箱子做了多少功？我们来分析一下这道题，根据功的计算公式我们要首先明确人施加的力是朝什么方向的？在这个方向上移动了多少距离？很显然，100 N的力沿斜面方向，移动了4 m，所以人对物体做功：W=100 N×4 m=400 J。所以这个人做了400J的功。

【提问】大家重新思考图11-6中人做的功？
3.机械功原理
功的概念首先是从研究机械的过程中产生的。我们利用机械的目的无非是省力或者节省距离。但是我们不可以利用机械既省力又省距离，因为省力就必须要耗费距离，省距离就必须要费力，比如杠杆。这就是机械功的原理，即使用任何机械都不能省功。机械功原理对机械的研制和使用具有指导意义。
【归纳总结】作用在物体上的力，使物体沿力得得方向移动一段距离，我们就说这个力对物体做了功。力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积：W＝F·ｓ。功德单位是焦耳。
三、课堂练习
1. 下列有关力做功的说法，正确的是（　C　）
A．小翔将铅球投出的过程中，小翔对铅球没有做功
B．足球在球场上沿水平地面滚动，重力对足球做了功
C．小冬提着书包从一楼上到六楼，小冬对书包做了功
D．运动员举着杠铃静止不动的过程中，运动员对杠铃做了功
2．某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s．则两次上楼过程中，学生所做的功（　C　）
A．第一次较大
B．第二次较大
C．两次一样大
D．不知楼高不好判断
3．一个重50N的木箱放在水平桌面上．某人用10N的水平拉力拉着木箱前进，人对木箱做的功为60J，则（B　）
A．木箱受到的摩擦力一定为10N
B．木箱前进的距离一定是6m
C．木箱前进的距离是1.2m
D．木箱受到的摩擦力是50N
课堂小结
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
1．介绍做功与做工的区别
做功的两个要素为：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的距离。
2．怎样测算功
力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即：W＝F·ｓ。
3.机械功原理
我们不可以利用机械既省力又省距离，因为省力就必须要耗费距离，省距离就必须要费力，即使用任何机械都不能省功。