八年级物理下册11.1功导学案
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第一节功
一、课程实施标准
二、教学重点、难点
重点:能识别物体在什么情况下做了功,在什么情况下未做功。
难点:能利用功的公式进行简单计算。
三、知识要点
生活实例
1:用叉车搬运货物时,叉车把货物从地而提升到一定高度。
叉车托起货物,使货物在托力的方向上发生了位置的移动。
我们看到了机械工作的成效。
生活实例2:在水平地面上,用水平的拉力F使物体沿水平方向移动了一段即离S,我们就说拉力有了成效。
(一)力学中的功
1.功的定义:如果一个________作用在物体上,物体在_____________________________,就说这个力对物体做了________。
2.做功的两个必要因素:(1)____________________________________
(2)____________________________________
知识内容完成时间课程标准内容细目教学实施具体要求评价方式功1课时
1、结合实例
理解功的概
念
2、知道做功
的过程就是
能量转化或
转移的过程
1、做功的两个
必要因素
2、功的单位
3、运用功公式
解决有关简单
问题
1、结合实例知道功的概
念
2、能用生活、生产中的
实例解释功的含义
3、理解功的概念,知道
使用任何机械都不能省
功
作业
口试
测试
【想想议议】
判断下列几种情况,是否有力对物体做功(选填“是”或“否”)
a.你把书包举高的过程中是否对书包做功? ______
b.举在高处停留不动的过程中是否做功? ______
c.张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离,张明对书包是否做功?______
d.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? ______
e.小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上是否受到力的作用? ________是否做功?______;在水平方向上是否受力? ______是否做功? ______
归纳:不做功的三种情况
(1)____________________________________
(2)____________________________________
(3)____________________________________
【答案】力,这个力的方向上移动了一段距离,功;作用在物体上的力,物体在这个力的方向上移动的距离;是,否,否,否,是,否,否,否;有距离无力,有力无距离,力与距离垂直。
(二)功的计算
做功必须有力和距离,那么我们猜想一下,力学中的功的大小与______和______有关。
1.功的大小:功等于______与物体在____________上移动的______的乘积。
2.功的计算公式:____________导出: ____________、____________
F——力——牛顿—— N
s——______ ——______ ——______
W——______ ——______ ——______
公式说明:
(1)在使用公式求功之前,要明确哪个力做功。
(2)要注意公式中的F与s“同体性、同向性和同时性”;单位要统一。
(3)做功的多少只由W= Fs决定,与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦等因素无关。
3.功的单位:功的单位是______,它有一个专门的名称叫做______( joule ),简称______,符号是______。
1J=1N·m
1焦耳的物理意义是____________________________________。
举例:把两个鸡蛋举高1m,做的功大约为______J。
【答案】力,距离;力,力的方向,距离;W=Fs,F=W/s,s=W/F;距离,米,m;功,焦耳,J;牛·米,
焦耳,焦,J;1牛顿力的作用在力的方向上移动1米距离所做的功;1
四、典型例题
例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 )
【答案】2.4×106J
【难易】简单
【考点】考查拉力及功的计算
【解析】由平衡条件求出马的拉力,然后由公式W=Fs求出马做的功。
雪橇在水平方向上受马的拉力F,摩擦力f作用,
∵货物沿水平道路做匀速直线运动,处于平衡状态,
∴由平衡条件得:F=f=800N,
马做的功W=Fs=800N×3000m= 2.4×106J
例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。
【答案】750N,0
【难易】简单
【考点】考查功的计算
【解析】根据W=Fs,导出F=W/s=3 ×105J/400m=750N
竖直方向上没有距离,重力不做功。
例3.小明提着一个重10N的水桶,由一楼走上二楼,又沿水平走廊前进了5m,在这过程中,小明对水桶做了多少功?(一层楼高4m)
【答案】40J
【难易】简单
【考点】考查功的计算
【解析】上楼过程中:W1=Gh=10N×4m=40J;沿水平方向运动中:W2=0J;
全过程对水桶做功W=W1+W2=40J+0=40J
故答案为:40J
例4.小华的家住在五楼。
一天,他把装有30个鸡蛋的塑料袋从一楼提到家里,提篮子的力大约做了多少功?说出你是怎么估算的。
【答案】180J
【难易】中等
【考点】考查常见物体估测及功的计算
【解析】估算出30个鸡蛋的重力和爬楼的高度,根据W=Fs可算出做功的多少。
根据一只鸡蛋约为50g,则受重力为0.5N,可知提30个鸡蛋的力大约为F=15N;
住宅楼的楼层高大约3米,家住5楼,此同学实际爬楼高度s=3m×4=12m;
故提鸡蛋的力大约做功W=Fs=15N×12m=180J
例5.弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动
的s - t图象如图所示。
其对应的弹簧测力计示数分别为F1和F2,相同时间内拉
力所做的功分别为W1,W2,则它们的关系正确的是
A.F1﹥F2 W1﹥W2
B.F1=F2 W1﹥W2
C.F1=F2 W1﹤W2
D.F1﹤F2 W1﹤W2
【答案】B
【难易】中等
【考点】考查滑动摩擦力的大小,比较做功的大小
【解析】由s-t图可知,两次运动做的都是匀速直线运动,所以在水平方向上,弹簧测力计对物体的拉力F和水平面对物体的滑动摩擦力f是一对平衡力;而两次运动中,物体对地面的压力、接触面的粗糙成都没变,所以滑动摩擦力f两次相等,没变,所以F1=F2=f,所以A、D错误。
由s-t图可知,在相同时间内s1>s2,根据功的公式W=Fs可知,当拉力相等时,通过的距离越大,拉力做的功就越大,即W1>W2,正确答案选B。
例6.小强用100N的力,将重5牛的足球踢出30m远处,在球飞出的过程中,他对足球做的功为A.3000J B.150J C . 0J D.无法计算
【答案】C
【难易】简单
【考点】考查做功的两个必要因素
【解析】在球飞出的过程中,有距离无力,小强不做功,故答案选C。
五、课堂反馈
1.下列有关力做功的说法中正确的是
A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功
B.把水桶从地面上提起来,提水捅的力没有做功
C.书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功
D.挂钩上的书包静止时,书包受到的拉力做了功
【答案】A
【难易】简单
【考点】考查做功的两个必要因素
【解析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动的距离。
用水平力推着购物车前进,满足做功的两个必要因素,推车的力做了功;把水桶从地面上提起来,满足做功的两个必要因素,提水桶的力做了功;书静止在水平桌面上,物体没有在这个力的方向上移动的距离,书受到的支持力没有做功;挂钩上的书包静止时,书包没有在拉力的方向上移动的距离,书包受到的拉力没有做功。
故答案选A。
2.在水平地面上,小朋友用50N的水平推力推动重100N的箱子前进了100m,推箱子的小朋友做的功为
A.1000J B.1500J C.5000J D.0J
【答案】C
【难易】简单
【考点】考查功的计算
【解析】小朋友用50N的水平推力推动箱子前进了100m, W=Fs=50N×100m=5000J,故答案选C。
3.有一起重机,它将重为5000 N的物体匀速提高6 m,起重机又在水平地面上移动了4m,则整个过程中,钢丝绳对物体所做的功是
A.30000J B.20000J C.50000J D.10000J
【答案】A
【难易】简单
【考点】考查做功的两个必要因素及功的计算
【解析】上升过程中:W1=Fs=Gh=5000N×6m=30000J;沿水平方向运动中:W2=0J;
全过程对物体做功W=W1+W2=30000J+0=30000J,故答案为A。
4.小明从一楼走到四楼,每层楼高4m,估计他克服重力做功为
A.60J B.600J C.6000J D.60000J
【答案】C
【难易】中等
【考点】考查常见物体估测及功的计算
【解析】估算出小明所受的重力和爬楼的高度,根据W=Fs可算出做功的多少。
一名中学生体重约为500N,住宅楼的楼层高大约3米,从一楼走到四楼,此同学实际爬楼高度s=3m×3=9m;W=Fs=500N×9m=4500J,故答案为C。
5.下列几种情景中做功的是
A.学生背着书包在水平路面上匀速前进
B.司机费了九牛二虎之力,也没能推动汽车
C.某人抱着木箱,坐电梯上到5楼
D.小球在光滑的水平面上滚动
【答案】C
【难易】简单
【考点】考查做功的两个必要因素
【解析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动的距离。
A:力与距离垂直,不做功;B:有力无距离,不做功;C:满足做功的两个必要因素,做功;D:有距离无力,不做功;故答案为C。
6.用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s,拉力F做功为W1;用同样的力F 拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s,拉力F做功为W2,则
A.W1=W2 B.W1﹥W2 C.W1﹤W2 D.条件不足,无法比较
【答案】A
【难易】中等
【考点】考查功的计算
【解析】用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s,用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s,W1=Fs =W2,故答案为A。
7.甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动,且v甲>v乙,若不计较空气阻力,则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是
A.F甲﹥F乙B.F甲﹤F乙 C.W甲﹥W乙 D.W甲﹤W乙
【答案】C
【难易】简单
【考点】中等
【考点】考查滑动摩擦力的大小,比较做功的大小
【解析】两次运动做的都是匀速直线运动,所以在水平方向上,对物体的拉力F和水平面对物体的滑动摩擦力f是一对平衡力;而两次运动中,物体对地面的压力、接触面的粗糙成都没变,所以滑动摩擦力f两次相等,没变,所以F1=F2=f。
由v甲>v乙,在相同时间内s1>s2,根据功的公式W=Fs可知,当拉力相等时,通过的距离越大,拉力做的功就越大,即W甲>W乙,正确答案选C。
8.重150N的物体在50N的水平方向的拉力的作用下,沿水平地面前进10m后拉力消失,物体又由于惯性向前滑动了2m,则拉力做的功是______J,重力做的功是______J。
【答案】500J,0
【难易】简单
【考点】考查功的计算
【解析】物体在50N的水平方向的拉力的作用下,沿水平地面前进10m,水平方向的拉力做功:W=Fs=50N×10m=500J;物体又由于惯性向前滑动了2m,此时有距离无力,不做功;故拉力做的功为500J;重力方向上没有距离,不做功。
9.我国设计的“中华月球”今年将登陆月球。
物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的1/6,月球车的质量为120kg,它在月球表面受到的重力为______N。
若它在月球表面上方竖直下落4m,则重力对它做的功为______J 。
(g取1 0N/kg)
【答案】200;800
【难易】中等
【考点】考查重力与功的计算
【解析】因为物体的质量与其空间位置无关,所以在月球上月球车的质量仍然为120kg,
月球车在地球上受到的重力:G=mg=120kg×10N/kg=1200N,
因为月球对物体的引力是地球引力的1/6,则在月球上受到的重力:G月= 1/6×1200N=200N
它在月球表面上方竖直下落4m,则重力对它做的功为W=Fs=G月h=200N×4m=800J。