【新人教版+初中物理】第十五章功和机械能第1节功—学案

第十五章第一节功
【学习目标】：
1、知识与技能
◆知道做功的两个必要因素。

◆解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。

◆知道使用任何机械都不能省功。

2、过程与方法
◆通过观察和实验了解功的物理意义，学会从物理现象中归纳简单的物理规律。

◆学会用科学探究的方法研究物理问题。

3、情感态度与价值观
◆具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

【重点、难点】
重点：理解功的两要素，会用功的公式进行简单计算。

难点：判断力对物体是否做功，探究功的原理。

【教学准备】
细绳、弹簧测力计、杠杆和支架、钩码、滑轮、刻度尺等。

【课前预习】
1、杠杆可以分为几类？各有什么优缺点？
２、前面我们学习了简单机械，有的能省力，有的能省距离，仔细观察你所见到的机械，看有没有既能省力，又能少移动距离，即能省功的？
３、设计一个什么样的实验就能验证使用机械不能省功？
【新课引入】
如上图，用细绳拉着木块在水平桌面前进，木块受到几个力的作用？作出它的受力示意图，哪个力对木块的移动作出了贡献？
在力学中，我们把对木块的移动作出贡献的这个力，说它对物体做了功，这节课我们就来学习有关功的一些知识。

【自主学习】：功
1、让学生自学课本第一、二自然段，完成以下问题：
力学主要是研究的关系。

如果一个作用中物体上，物体在
，力学里就说这个力做了功。

2、请学生观察教材图15．1-1中力做功和15．1-2中力不做功的实例，分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点？小组内讨论总结。

我们的结论是要想做功必须同时具备和。

【小组互动】
1、举例说明在你的周围有哪些做功的例子？比一比，看哪个小组的同学对生活观察得最仔细。

（让各小组对举出的例子互评，正确的予以肯定，错误的进行指正。

）
【想想议议】
1、接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在？
（1）你把书包举高过程的中是否对书包做功？
（2）举在高处停留不动的过程中是否做功？
（3）张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离，张明对书包做功了吗？（4）李强同学用脚踢足球，足球在地面上滚动了一段距离，脚对足球做功了吗？（5）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖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？
通过以上几个实例我知道有三种情况不做功：
1、
2、
3、
【自主学习】：功的计算
1、做功必须有力和距离，那么我们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些
因素有关呢？指导学生带着问题去阅读教材。

在力学中，把叫做功。

力学中的“功”的公式是
“功”的单位是
1焦耳的物理意义是。

２、出示焦耳的照片，了解焦耳的事迹和成就。

焦耳（1818～1889）是英国物理学家。

1818年12月24日生于索尔
福。

他父亲是酿酒厂的厂主。

焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿
酒，并利用空闲时间自学化学、物理。

他很喜欢电学和磁学，对实验特
别感兴趣。

后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。

焦耳可以说是一位*自学成才的杰出的科学家。

焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。

1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。

【学以致用】
1、质量为50Kg的雪橇上装载了350Kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了
3000m外的货场。

如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做的功。

（g=10N/Kg）
小贴士：①在使用公式求功之前，要明确哪个力做功。

②要搞清力的大小：对于本题来说，要写出拉力等于摩擦力等于多少。

③要注意单位的统一。

2、一质量为2000Kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400m，做了3×105J 的功，求拉力的大小和重力所做的功。

【课内探究】功的原理
通过前面的学习，我们知道使用简单机械有的能省力，有的能省距离，根据课前预习考虑一下，它们能不能在省力的同时也省距离，也就是能省功呢？
【想想议议】
为了探究使用机械是否省功，就需要比较什么？需要测量哪些物理量？需要计算哪些量？我们该怎样来探究？需要选择哪些实验器材？（学生讨论后，阐明自己小组的结论，教师选取两个思路清晰的小组上台演示。

下面的同学帮他们做好记录和计算。

）
图1
图2
小贴士：◆使用机械对物体做的功等于不用机械时人直接对物体所做的功，使用机械时所做的功是指人对机械做的功。

◆探究杠杆做功时，手的拉力方向要始终竖直向上。

这样虽然砝码和手的运动轨迹都
是圆弧，但是由于重力方向始终竖直向下，手的拉力方向始终竖直向上，所以它们
做功的距离是沿力的方向的距离，即h和s，而不是弧长或弦长。

所测物机械理量种类
不使用机械时人做的功使用机械时人做的功
钩码重
G/N
钩码升高
高度h/m
人直接做
的功W1/J
动力F/N 手移动的
距离S/m
使用机械所
做得功W2/J
杠杆
动滑轮
师生评价实验过程与方法，教师点拨，师生共同讨论、分析实验数据，得出结论。

使用机械所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。

它是一切机械都遵循的普遍原理，是人们经过很长时间的研究，在大量实践的基础上得出的。

所以不可能有既省力又省距离的机械。

【课堂小结】
这节课我学到了
；我需要注意。

【课内练习】
１、一台起重机将重6000牛的建筑材料提起10米后又向前移动了20米，整个过程中哪一段路程上做功了？做了多少功？哪一段路程上未做功？为什么？
２、估算一下你上楼到教室时，克服自身重力做多少功？做一次引体向上做多少功？将掉在地上的课本拾起来，放到桌面上做多少功？
【课后延伸】
为什么“使用机械所做的功”总是“稍大于不用机械所做的功”呢？。