人教版八年级物理下册第十一章第一节11.1功教案

功

一、新课引入

复习提问

1．力的三要素是什么？

2．力能产生哪些作用效果？

在物理学中，当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下沿力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力有了成效。在物理学里，经常要提到“功”的概念，就吸收了“成效”的意思，当然在物理学中功还有它特殊的含义。

二、新课讲解

（一）力学中的“功”

学生自学本节课文，并参看图及图注。提问并由学生讨论回答以下问题：

1．力学里所说的“功”，它的含义是什么？

当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过一段距离，力学里就说这个力对物体做了功。

2．分析图，做功的实例：在什么力作用下，（这个力的方向是怎样？）沿什么方向移动通过了一段距离？什么力对物体做了功？

3．力学里的功包括哪两个必要因素？

力学里的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。

强调：“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”。只有作用在物体上的力，而没有物体在力的方向上通过的距离，即如果物体仍静止不动，这个力就没有对物体做功。结合课本图2，分析两个小朋友做的功等于零的道理。如果物体靠惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但并没有水平方向的力作用于它，所以没有什么力做功。结合“在极光滑的水平冰面上滑动的冰球”一例，说明没有什么力对冰球做功。

4．练习、分析并演示以下问题，讨论力对物体是否做功？

①放在水平木板上的小车，在水平拉力作用下前进了一段距离，拉力和重力这两个力哪个力对物体做了功？为什么？

②用手提着木块不动，木块受几个力的作用？哪个力对木块做了功？

③用沿水平的拉力拉动小车在水平木板上前进。当把拉力去掉后，小车还向前运动一段距离，在这段距离上，拉力对小车做功了吗？

通过以上问题的讨论，进一步理解做功的两个必要因素。研究力对物体做功时，要分清哪个力对物体做功，或者哪个物体（施力物体）对哪个物体（受力物体）做功。

（二）功的计算

1．演示，画板图如图并加以分析。

放在水平面上的小车，在水平拉力作用下前进一段距离，如图所示，拉力对小车做了功。

甲：拉力为F，小车在拉力方向上通过的距离是s，拉力对小车做功；

乙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的2倍。

丙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是2s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的4倍。

小结：可见力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多。功的大小跟作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。

2．功的计算公式

功＝力×距离；即：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

用W表示功，用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式可写成：W＝Fs＝Gh

3．功的单位

在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m），功的单位是牛顿•米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）。

1焦＝１牛•米

在应用杠杆平衡条件计算时，力和力臂的积的单位时“N·m”，不能写成“J”，这两个单位的物理意义有所不同。

几点说明

①使用W＝F·s，要注意单位的统一。

②做功的多少只由W＝F·s决定，跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。

③知道1焦的物理意义，知道1焦的大小。

4.例题：在水平地面上，小朋友用50N水平力推动重100N的箱子，前进10m，求推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，举箱子的小朋友做了多少功？

由一名学生板演，其他学生自己演算。要求解题规范化。

W1＝F·s＝50牛×10米＝500焦

匀速举高箱子，箱子受到两个力，G和F´，F´＝G

W2＝F´h＝100N×1.5m＝150J

追问：此题中木箱受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做功？重力做了功没有？为什么？学生回答，教师小结。

（三）小结

1．力学里的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。

2．功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。W＝F·s

3．功的单位是牛顿•米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）

（四）实验探究：使用机械能不能省功？

1．杠杆实验

（1）实验目的：研究使用杠杆提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用杠杆提升重物做的功是否相等。

（2）实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。

实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用杠杆提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。

实验中，杠杆的重及杠杆在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。

（3）按课文实验1，并参照下图组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。

2．动滑轮实验

（1）实验目的：研究使用动滑轮提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用动滑轮提升重物做的功是否相等。

（2）实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。

实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。

实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用动滑轮提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。

实验中，动滑轮的重及滑轮在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。

（3）按课文实验2，并参照下图组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。

3．总结实验结论

（1）学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板（或事先画好表格的小黑板）上。

（2）实验表明：利用杠杆提升砝码，使用杠杆所做的功F·s（焦）和直接用手所做的功G·h（焦）相等，即使用杠杆不能省功。利用动滑轮提起砝码，使用滑轮做的功F·s和直接用手所做的功G·h相等，即使用动滑轮也不能省功。

（3）总结出功的原理：

①使用机械时，人们直接用手做的功，都等于使用机械做的功。使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。②功的原理对任何机械都适用。

4．思维发散：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械呢？（课文后“想想议议”）

因为使用机械可以改变动力的大小、方向和动力作用点移动的距离，使用机械还可以改变做功的快慢，使用机械还能比较方便的完成人们不方便完成的工作等，使用机械有很多好处。

5．斜面

（1）斜面也是一种简单机械，例如在向卡车上装中的货物时，常用木板搭成一个斜面，把重物推上去；爬坡度很陡的山，人感到很吃力，要是沿着盘山公路走就不会感到吃力，可见使用斜面可以省力。根据功的原理，可知使用斜面不省功，省了力就要多费距离。

（2）学生练习：试证明斜面的长度是斜面高度的几倍，所用的推力就是物体重力的几分之一。

6．小结

（1）功的原理：使用任何机械都不能省功。动力对机械做的功等于机械克服阻力所做的功；