八年级物理11.1《功》教学详案

教学目标

1.通过日常生活实例分析理解力学中做功的含义，知道做功必须具备两个必要因素，才能判断出力是否对物体做功。

2.明确计算功的大小表达式及意义。

3.通过练习学会用公式W=Fs计算功的大小。

教学重点难点

1.重点：知道功的含义。

2.难点：判断力是否对物体做功。

教具

学生用：书包、书等。

教师用：弹簧测力计、木块等。另有电化教学器材、教学课件。

教学过程

回顾思考

1.力是物体对物体的      ，力的三要素是指力的      、      、      。

2.惯性是物体本身的一种      ，它      （选填“是”或“不是”）力。

3.实际生活中，做匀速直线运动的物体一定受到      的作用。

4.物体所受的重力大小G=      ，方向      。

导入新课

1.故事导入

故事摘要：小华收拾碗筷、提水、买米，忙得满头大汗，做物理教师的爸爸却说，从物理学角度看他几乎没有做功。

提出问题：怎样才算“做功”？在力学上“做功”的含义是什么？

感知现象：投影一组做功的实例和一组没有做功的实例。（实例联系生活和科技前沿）

分析综合：问：每组实例有什么共同点？两组实例有什么不同点？

抽象概括：问：功包含哪些必要因素？力学上“做功”的含义是什么？小华的爸爸为什么说他几乎没有做功？“工作”与“做功”有什么区别？

这节课我们就来学习有关功的一些知识。

2.实验导入

（1）引出功的意义

学生实验一：用手将放在桌旁地面上的书包和1本书分别匀速移动到桌面上。

感受：两次移动的距离怎样？哪次“累”一些呢？为什么？

（两次移动的距离相同，提书包“累”一些，因为提书包需用较大的力。）

（附板书1）移动相同的距离，需要的力越大越“累”。

学生实验二：用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速移动到凳子上和桌面上。

感受：哪次“累”一些呢？为什么？

（提到桌面上“累”一些，因为移动的距离较大。）

（附板书2）用同样的力移动物体，移动的距离越大越“累”。

（2）引导学生对生活中的功与物理中的功的不同做出一定的分析与判断。

我们常说的功有“成效”的意思，但有些时候我们虽然付出了力的作用，却没有成效，即劳而无功。那么做功到底有什么学问呢？

引导归纳：人提物体“累”的程度，不能仅由力的大小或仅由移动的距离大小来比较或表示，所以我们引入一个新的物理量——机械功（简称功）。

3.“成语”引入

同学们都知道哪些有“功”的成语或词语。

学生：马到成功、事半功倍、功成名就……同学们说得好。现代汉语中“功”主要有成效、成功、贡献的意思，力学中的功吸收了其中“成效”的意思，但又不同，这节课我们就一起研究力学中的“功”的含义。

（板书：第十一章　功和机械能　第1节　功）

进行新课

探究点一　功

1.作图：要求学生在教材图11.1-2和教材图11.1-3中用铅笔标注人对物体施加力的方向和物体移动的方向。

讨论：根据教材图11.1-2中力做功的实例和教材图11.1-3中力不做功的实例作图判断两种情况的特点。

引导归纳：当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，这个力对物体的移动做出了贡献，我们就说这个力的作用有了成效，力学里就说这个力做了功。

显然力做功有两个条件：一是作用在物体上的力（F）；二是物体沿力的方向移动的距离（s）。

2.判断力是否对物体做了功

通过举例练习让学生巩固力是否对物体做功的判断。

（1）教师演示：用弹簧测力计拉动一木块沿水平桌面匀速直线移动一段距离。

用弹簧测力计沿与水平面成30°角方向拉动一木块沿水平桌面匀速直线移动一段距离。

思考：拉力在这两种情况下做功了吗？

（做功了）

（2）火箭升空，燃烧的气体对火箭有没有做功？

因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力，火箭在这个推力作用下向上移动了一段距离，所以燃烧的气体对火箭做功了。

（3）同学们将自行车推进校门，对自行车有没有做功？

因为同学们对自行车有一个向前的推力，自行车在这个推力作用下前进了一段距离，所以同学们对自行车做功了。

（4）以下三种情景有没有做功？

一个人用很大的力推一辆汽车，汽车没被推动，推力对汽车有没有做功？

手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力有没有对桶做功？

在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，此过程中有没有力做功？

引导归纳：三种不做功的情况：

（1）物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零，有力无距离，不做功。

（2）物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离与力的方向垂直，即有力有距离，但力与距离垂直，不做功。

（教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。）

（3）物体没有受到力的作用，但由于惯性通过一段路程，也没有力做功，即有距离无力，不做功。

（教师要注意同学们的回答中所出现的问题，并补充关于惯性的知识。）

教师小结：从以上例子，我们进一步认识了力学中功的含义，即一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例1　水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断中正确的是（　　）

A.重力对购物车做了功

B.支持力对购物车做了功

C.推力对购物车做了功

D.没有力对购物车做功

解析：做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。重力的方向竖直向下，支持力的方向竖直向上，而购物车向前移动了距离，没有在重力和支持力的方向上移动距离，所以重力和支持力都没有做功，A、B选项都错误；推力方向向前，购物车在推力的方向上向前移动了距离，所以推力对购物车做了功，C选项正确，D选项错误。

答案：C

探究点二　功的计算

1.提问：（1）小亮扛着200N的课桌从一楼爬上二楼；小丽扛着50N的凳子从一楼爬上二楼。谁做的功多？为什么？

（2）小亮扛着200N的课桌从一楼爬上二楼；小丽扛着200N的课桌从一楼爬上三楼。谁做的功多？为什么？

（3）小丽哪一次做的功多？为什么？

通过学生的讨论，强调功的大小与物体受到的力的大小成正比关系，与物体在力的方向上移动的距离也成正比关系，指出，力学中功的计算公式：功=力×力的方向上移动的距离。

2.归纳：功的计算公式：W=Fs。

单位：焦耳，简称焦（J），1J=1N•m。

1J的物理意义：1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1J。

几点说明：

（1）使用W=Fs，要注意公式中各物理量的统一性和同一性。

（2）做功的多少只由W=Fs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1J的物理意义，知道1J的大小。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例2　（见教材第64页例题）质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行，将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇在行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。

思考：此题中物体受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做了功？重力有没有做功？为什么？

学生回答，教师小结。

解：雪橇在水平方向上移动的距离为3000m，水平方向上受到的拉力和摩擦力为一对平衡力，二力大小相等，为800N，根据功的计算公式可得：W=Fs=800N×3 000m=2.4×106J。

课堂小结

本节课我们主要学习了：

1.做功的两个必要因素

2.功的计算公式：W=Fs

3.功的单位：焦耳（J），1J=1N•m

布置作业

教材第64页“动手动脑学物理”第1至4题。