1.知道做功的兩個必要因素.
2.理解功的定義、計算公式和單位，并會用功的計算公式進(jìn)行簡單計算.
3.通過思考和討論，判斷在什么情況下力對物體做了功，在什么情況下力沒有做功而是“勞而無功”.
4.學(xué)會從物理現(xiàn)象中歸納簡單的物理規(guī)律.
5.通過觀察和實驗，了解功的含義，學(xué)會用科學(xué)探究的方法研究物理問題.
6.樂于探索自然現(xiàn)象和物理規(guī)律，樂于參與觀察、實驗、探索活動.
7.有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識.
8.培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲.
【教學(xué)重點(diǎn)】
理解做功的兩個必要因素，會用功的計算公式W=Fs進(jìn)行簡單計算.
【教學(xué)難點(diǎn)】
判斷力對物體是否做功，以及當(dāng)有多個力作用在物體上時，各個力做功的計算.
【教具準(zhǔn)備】
木塊、木板、細(xì)繩、彈簧測力計、小車、刻度尺、多媒體課件等.
【教學(xué)課時】
1.5課時
【教學(xué)過程】
一、新課引入
師 生活中的“功”是個多義詞，功勞、立功中的“功”有貢獻(xiàn)的意思；成功、事半功倍中的“功”有成效的意思；在日常生活中凡是人們從事了腦力和體力勞動，都叫做“功”，那力學(xué)中的功又有什么含義呢？接下來讓我們看下面的實驗.
師播放視頻“叉車運(yùn)貨”：叉車搬運(yùn)貨物時，把貨物從地面提升到一定高度.叉車用力托起貨物，使貨物在這個力的方向上發(fā)生了位置的移動.
師要求：請同學(xué)們認(rèn)真觀察叉車和貨物的運(yùn)動情況，思考并評價叉車工作的成效.
生 叉車給貨物一個向上的力F（如圖），而貨物在這個力的作用下，向上移動了一段距離s.
師 同學(xué)們回答正確，叉車向上的托力對貨物作出了貢獻(xiàn)，有了“成效”，這個成效體現(xiàn)在物體被舉高了.（教師同時在黑板上寫出：貢獻(xiàn)、成效二詞）.對于這種情況，物理學(xué)中就說叉車托起貨物的力做了功，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)功的一些知識.
二、進(jìn)行新課
機(jī)械功
1.做功的兩個必要因素
師：教材P115圖 9.3-1分別描述了人們利用撬棒、拖拉機(jī)、起重機(jī)工作的情景.你能找出它們的工作過程有什多共同特點(diǎn)嗎?
生：第一，任何一種機(jī)械在”作時，都必須對工作對對石頭施加力的作用，
象施加力的作用.例如，起重機(jī)的鋼絲繩對貨物拖拉機(jī)對犁施加向前的索施加向上的拉力.第二，機(jī)械必須使工作對象沿著力的方向移動一段距離.例如，撬棒必須把石頭撬起來拖拉機(jī)必須拉著犁前進(jìn)，起重機(jī)必須把貨物提高.
生：移動的距離必須和力的方向一致，這樣才算做了功.
師 回答正確，真棒！
板書：
如果對物體施了力，并使物體沿力的方向移動了一段距離，我們就說這個力對物體做了機(jī)械功.
力和沿力的方向移動的距離是做機(jī)械功的兩個必要因素.
2.判斷力是否做了功
師 請同學(xué)看教材P116 圖9.3-3，判斷下哪些力做了功？
生：左上圖做了功，右上圖沒做功，左下圖沒做功，右下圖做了功.
[教師總結(jié)]通過以上的學(xué)習(xí)，知道了做功不能離開兩個必要因素，二者缺一不可，又知道有三種情況下力不做功：即光有力的作用不做功；光有移動距離不做功；有力又有距離但二者方向不是一致的,同樣不做功.
師 同學(xué)們請舉例說明在你的周圍可以發(fā)現(xiàn)哪些力做功的例子？比一比，看誰對生活觀察得最仔細(xì).
學(xué)生可以舉很多的例子：如起重機(jī)吊起重物、火箭升空、馬拉車前進(jìn)等等.（教師對正確的例子予以肯定，對錯誤的例子引導(dǎo)改正）
師 接下來請大家看老師這里的幾個例題(用多媒體展示)，請你們分析下列示例中力是否做功了.
例題1 （1）舉重運(yùn)動員在把杠鈴舉高的過程中是否對杠鈴做功.舉在高處停留5秒的過程中是否做功？
（2）小球在光滑水平地面做勻速直線運(yùn)動，小球在豎直方向上受什么力的作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？
（3）起重機(jī)使貨物在水平方向上勻速移動一段距離，拉力對貨物做功了嗎？
生思考、回答、交流、討論.師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)以上事例分析、總結(jié)在什么情況下力不做功（用多媒體展示）.
答案:（1）舉重運(yùn)動員在把杠鈴舉高的過程中對杠鈴做了功，但舉在空中停留5秒的過程中卻沒有做功，在空中停留的過程中因為舉力方向是豎直向上的，沒有移動距離；
（2）因為小球盡管在豎直方向上受到重力、支持力的作用，但沒有在豎直方向上移動距離,因此在豎直方向上沒有做功；而在水平方向上盡管移動了距離，但沒有受到力的作用，因此在水平方向上沒有做功.所以整個過程中都沒有做功.
（3）拉力對貨物沒有做功.因為鋼絲繩對貨物的拉力的方向是豎直向上的，而貨物移動的距離是在水平方向上，二者方向不一致.
功的計算
1.功的計算公式
師 請同學(xué)們猜想一下，力學(xué)中的功的大小可能與哪些因素有關(guān)呢？
學(xué)生積極猜想并發(fā)言.
教師演示實驗：用彈簧測力計水平拉動木塊（或小車）在長木板上勻速移動，并提醒學(xué)生觀察后思考不同情況下做功的大小.
第一次：用較小的力F1拉動木塊移動一段距離s1 (用刻度尺可以量出)；
第二次：用較大的力F2拉動木塊移動一段距離s1（與第一次距離相等）；
第三次：用與第二次相同大小的力F2拉動木塊移動較遠(yuǎn)的距離s2.
通過三次實驗比較可知：作用在物體上的力越大，使物體移動的距離越大，這個力的成效越顯著，說明這個力所做的功越多.
板書：
功等于作用在物體上的力與物體沿力的方向移動的距離的乘積.
即：功=力×力的方向上移動的距離.
公式： W=Fs.單位:焦耳;符號：J;1J=1N·m.
2.功的計算的初步應(yīng)用
教師提問：1J的功有多大？如果同學(xué)們從地上拿起一只約50g的雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂，做功大約1J.
教師同時用多媒體展示計算過程：（幫助同學(xué)們分析問題，同時示范做計算題的規(guī)范）
解：雞蛋的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，人手對雞蛋的向上的托力F大小等于重力,F=0.5N，雞蛋被舉起，移動的距離約為s=2m，那么人對雞蛋做的功為W=Fs=0.5N×2m=1J.
例題2 師用多媒體展示教材P117頁的例題，并組織學(xué)生分析、討論、計算；展示計算過程.
【課堂交流、小結(jié)與延展】
師 請同學(xué)們自由討論，說說你還想知道哪些內(nèi)容?
生：老師，我問一下，如果力的方向與物體移動的方向不完全相同，如圖所示，怎么求解功的大小呢？
師 你這個問題提得很好，當(dāng)力的方向與移動的距離不完全一致，即二者之間有個夾角θ時，如何計算這個力對物體做功的大??？我們知道，力F產(chǎn)生了兩種作用效果：一種是水平拉動物體前進(jìn)，另一種是把物體豎直向上提起（當(dāng)然，物體沒有離開地面是因為在豎直方向上的這個分力小于物體的重力，很明顯，在這個力的作用下，物體對地面的壓力要比沒有這個力時要小些），可看出物體在水平方向的分力的作用下產(chǎn)生了向前移動一段距離的成效，因此，只有水平方向的分力才對物體做功，豎直方向的分力沒有做功.所以，水平方向的分力做的功就是這個力所做的功，故這個力對物體所做的功為W=Fs=F1s= .由此可見，這個力對物體所做的功大小在0~Fs之間.順便指出，如果力的方向與移動距離方向相反，那么這個力對物體起阻礙作用，這個力對物體也做功，是消極功，所以，通常我們說物體克服這個力做功.到此，同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)，力與移動距離的夾角θ不同，做功的大小不同.當(dāng)夾角θ為90°時，不做功.
[教師結(jié)束語]
大家這節(jié)課的收獲確實不少，我們共同學(xué)習(xí)了功的概念，理解了物理學(xué)中做功的特定含義，并能進(jìn)行功的簡單計算.請同學(xué)們在課后結(jié)合身邊的實例相互交流和討論，加深理解做功的含義.好，謝謝！
[課后作業(yè)]
完成本課時對應(yīng)練習(xí).

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第三節(jié) 功

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年級： 八年級下冊（2024）

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