江苏省仪征市月塘中学九年级物理《11.3 功》教案 苏科版

江苏省仪征市月塘中学九年级物理《11.3 功》教案 苏科版
【教学目标】
1．知识与技能
知道机械功的概念，明确做功有两个必要条件，会用功的公式进行简单计算。

2．过程与方法
通过生活、生产中的实例解释功的物理意义，认识做功是一个过程。

3．情感、态度与价值观
学习从物理现象中归纳简单的规律，树立将科学技术应用于日常生活、社会实践的意义。

【教学重点】
物体做功的理解
【教学难点】
应用功的公式来灵活解题
【教材分析】
1．“功”的概念是怎样建立的
机械使我们能够做到我们原本做不到的事情。

例如：有的机械可以增大我们工作上所用的力（即省力），有的机械可使我们工作得更快（即省距离）。

那么，能不能设计出一种更好的简单机械，它既省力，又能省移动距离，这是科学技术史上一个很重要的问题。

经过长期的实践和研究，人们发现既省力又省距离的机械是没有的，下面就讨论这一问题。

现在要把重力为G 的物体提升一个高度h 。

如果我们直接用手把它匀速提升，手用力为G ，手移动的距离为h ，则力和距离的乘积为Gh 。

如果我们用轻质动滑轮匀速提升重物，由于动滑轮能省一半力，手用的力变为G 21，而绳子是对折使用的，手移动的距离为2h ，则力和距离的乘积为Gh h G =⋅22
1。

如果我们用阻力臂为动力臂2倍的杠杆来匀速提升重物，则手移动的距离是物体升高高度的二分之一，即h s 21=
，根据杠杆平衡条件，手用力是物重的2倍，即F=2G 。

则力和距离的乘积为Gh h G =⋅2
12。

综合以上情况，无论是用省力的机械，还是用省距离的机械，由于两种情况的力和距离的乘积不变，因此，省力的机械必定费距离，省距离的机械必定费力，既省力又省距离的机械是没有的。

由此可见，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个物理意义的量。

为了反映这一特性，物理学中引入了功的概念，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功，简称功。

2．如何理解做功
物理学中的做功描述的是力的作用效果，即物体在力的作用下通过一段距离。

力有了这种效果，就说力对物体做了功。

例如起重机吊起重物，机车牵引列车前进。

在这些现象中，起重机的拉力对重物做功，机车牵引力对列车做功。

由此可见，把物体受力发生移动的过程叫做做功过程，功包括两个必要条件：一是物体要受
力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。

这两个条件，缺一不可。

如果你推一辆陷在泥中的汽车，尽管你已使出了全身的力气，车子还是纹丝不动，几分钟后，你已筋疲力尽，而车子还是陷在泥中。

在这一过程中，虽然你用力推车，但车子没有移动距离，所以你没有对汽车做功。

要对一个物体做功，该物体必须在所施加的力的方向上移动距离。

当你从家门口把一箱苹果搬到房间里时，也许你认为做了功，但事实上并非如此。

要对一个物体做功，施加的力必须与物体运动的方向一致。

当你搬运苹果时，你施加一个向上的力来抬起箱子，这样箱子才不会掉到地面。

但箱子运动的方向是水平向前的，当你搬运这箱苹果时，由于施加的力是竖直的，在竖直方向上这箱苹果的高度、速度都没有变化，所以你在搬运这箱苹果时没有做功。

3．功的计算和单位
功的决定因素。

提醒学生讨论、体会得出结论：常识会告诉我们：把不同物体从地面抬到同一高度，抬较重的物体需要花费更大的力，因而需要做更多的功；把同一物体抬到不同高度，移动距离远的比移动近的需要做更多的功。

功的计算公式。

物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功，也就是功=力×力的方向上通过的距离，用公式表示就是W=Fs，式中的W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离。

提醒同学们注意：不能仅从字面上记住功的计算公式，必须跟进一步的文字语言说明和实际做功图景结合在一起，才能真正理解公式。

具体到功的计算公式，要注意F与s 之间的关系（同体、同时、同向），即F和s必须对应同一个物体、对应同一段时间、对应同一个方向，而不是随意的一个力和一个距离相乘都是功。

例如，给甲物体一个作用力，甲乙物体向某个方向移动了一段距离，两者不相干，算它们的乘积没有意义。

功的国际单位。

根据功的计算公式W=Fs，功的单位是力的单位和距离的单位的组合。

在国际单位单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），功的单位就是这两个单位相乘，也就是牛·米（N·m），为了纪念英国物理学家焦耳做出的巨大成就，用他的名字命名为功的单位，简称焦（J），1J=1N·m。

1焦的物理意义是：物体在1N的力的作用下，沿力的方向通过1m的距离，则此力做功是1J。

同学们在前面已经了解1N的作用力大约是托着两只鸡蛋的力。

那么1J的功就大约是手托着两只鸡蛋向上移动1m所做的功。

功的计算原则。

应用公式W=Fs解题时要遵循以下原则：
①首先对物体进行受力分析，画出物体的受力示意图。

②当有几个力同时作用在一个物体上时，要根据题意的要求确定哪几个力做功和对谁做功。

③根据做功的两个必要因素，找出做功的力和物体在力的方向上通过的距离。

④功是只有大小，没有方向的物理量。

⑤做功多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只能由W=Fs决定
【教学建议】
在讲授“做功了吗？”这段内容时，建议让学生看图，讨论，指出哪种情况下做功了，哪种情况没有做功，并进一步放后让学生讨论，举出日常生活人的活动中做功和不做功的例子各
一个，并作简单的分析，以强化学生对“做工和做功”有本质区别的印象。

【教学程序】
〖新课引入〗
提出问题：我们生活的功和物理学中的含义是截然不同的
〖新课进行〗
实验活动：
1．课前准备
探究小组准备以下器材：滑轮、杠杆、玻璃板、重物、砝码、小车、弹簧测力计、刻度尺、三合板、白纸、铁架台、细绳等。

2．实验目的
探究有没有既省力又省距离的机械。

3．方法点拨
活动一：在三合板上贴一张白纸，在纸面上每隔10cm画一条横线，画蓐平行线。

用弹簧测力计测出重物、砝码、小车受到的重力。

在铁架台上装上动滑轮，通过弹簧测力计匀速向上拉动绕过滑轮的细绳，以三合板为背景，当重物提升一格时，记下细绳头抬高的距离（几格），并测出抬高细绳头的拉力。

活动二：在铁架台上装上杠杆，支点在离杠杆一端三分之一处，长端挂上重物，弹簧测力计在短端用力向下拉。

以三合板为背景，当重物提升二格时，记下测力计的拉钩移动的距离（几格），并测出向下的拉力（要在测力计的测量范围内）。

活动三：玻璃板由铁架台支成一个斜面，用弹簧测力计将小车从斜面底端平行斜面匀速拉到上端，测出拉力，用刻度尺测出底端到上端的距离以及上端的高度，本活动共做三次，每次在小车上放不同数量的砝码。

实验时应注意：（1）杠杆、滑轮要尽量轻一些；（2）摩擦要尽量小一些；（3）重物质量要适当大一些。

归纳上述活动，比较以下两个乘积：
动力（F）和动力作用点移动的距离（s）的乘积Fs。

阻力（G）和阻力作用点移动的距离（h）的乘积Gh。

在测量误差范围内，这两个乘积Fs和Gh存在什么关系？由此关系你能得出什么结论？〖归纳总结〗
功的概念，公式，做功的两个必要因素．
〖布置作业〗
课堂作业：书上练习
课后实践：测自己上楼的功多少
【板书设计】
1、功的定义
2、做功的两个必要因素
3、功的公式：w=Fs
4、功的单位:焦耳 J
*教后记*
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