11.1 功（导学案）- 八年级物理下册同步备课系列（人教版）(学生版)

学而优教有方11.1功（导学案）【学习目标】1.知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。能列举出生活中关于做功的实例。2.明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。3.能应用公式W=Fs进行简单的计算。【学习重点】明确力学中功的含义。【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.物理学中规定：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”：有距离，但是和距离同一方向上没有的作用，凭惯性保持继续运动，所以没有力做功；③“垂直无功”：物体受力和移动的方向。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（1）问题探究探究一：观察图甲、乙所示的两种情况，找找他们活动中的共同点。活动中的共同点是，都对其他物体施加了的作用，并且物体在力的方向上都移动了一段，力的作用都有了成效。甲乙货物受到的力有重力G和钢丝绳竖直向上的拉力F。对物体的向上移动有贡献。探究三：用力F拉水平面上的小车前进，小车受到几个力的作用？哪个力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，物体在这个移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素（1）现象分析①如上图甲、乙所示是力对物体做功的两个实例。这些做功的实例有什么共同点？【分析】这些做功实例的共同点是：物体受到了力，在力的方向上移动了距离。②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？丙人搬而未起丁提着滑板在水平路面上前行【分析】这些力不做功的原因：物体受到了力，但是在力的方向上没有移动。（2）归纳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（1）有力无距离（劳而无功）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）。（2）有距离无力（不劳无功）物体因为通过一段距离，在运动方向上没有力对物体做功（离开力说功是无意义的）。（3）力与运动距离的方向垂直（垂直无功）提着滑板在水平路面前进托着食品盘送菜【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】如图所示的四种情形中，对力是否做功判断正确的是（）A．甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走，人对滑板做了功B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车做了功C．丙图中人用力搬石头但石头未被搬动，人对石头做了功D．丁图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功探究二、功的计算1.功及其计算公式（1）观察思考①如下图所示，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？如上图所示，是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景，请仔细观察，思考问题。甲与乙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？甲与丙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？【分析】甲与乙两次，做功多；因为力相等，乙通过的距离。甲与丙两次，做功多；因为通过的距离相等，丙用的大。【总结】作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力所做的功越。（2）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的。（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，简称焦，符号是J。1J＝1N•m把1个鸡蛋举高m，做的功大约是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=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.关于克服阻力做功物体在力的作用下发生运动，如果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，要克服做功；提高物体时要克服做功。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。【例题3】质量为50kg的雪橇上装满了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的雪地中匀速前行，将原木运到了500m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。【例题4】如图5所示，小兰的质量为45kg，书包的质量为5kg，沿着楼梯登上三楼教室，若每层楼梯有15级台阶，每级台阶高20cm，问小兰从地面登上三楼需做多少功？（g=10N/kg）【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，一定要注意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．下列情况下，小明对物理课本做了功的是 （）A.阅读静止在桌面上的物理课本B.水平推物理课本，但未推动C.物理课本自由下落的过程D.将物理课本从地面捡起的过程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.下列所示现象中，力对物体做功的是（）A．图甲：用力搬石头，没有搬动B．图乙：用力提着滑板在水平路面上前行C．图丙：用力将木箱推到斜面的顶端D．图丁：用力举着杠铃在空中不动4.小明同学用40N的水平推力推着重100N的小车在水平地面上前进了2m，松开手后，小车仍向前滑行了1m，整个过程中小明做功____J，小车的重力做功____J。5.一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＜W36.如图所示，甲、乙两同学各用水平推力推一相同的木箱，甲推的木箱下面有轮子，乙推的木箱直接放在同样的水平地面上，若甲、乙都把木箱匀速向前推了1m的距离，则甲、乙两同学做的功（）A．甲做的功多B．乙做的功多C．甲、乙做的功一样多D．无法确定甲乙7．为了在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。（1）先开始跳绳。如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？（2）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。试问：测试中，成绩好的同学