《做功了吗》（沪科版）教学设计

                  邾永辉

教学目标

1、知识与技能：

（1）知道机械功的概念；认识做功的两个必要因素；

（2）理解功的计算公式；知道功的单位及其物理意义。

2、过程与方法：

（1）通过列举、解释生活、生产中的实例去知道机械功的概念；

（2）通过物理现象，归纳简单的规律，认识做功的两个必要因素。

3、情感态度与价值观：

（1）培养学生热爱科学的情感，培养创新思维。；

（2）培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲。。

教学重点：

做功的两个必要条件及功的计算。

教学难点：

判断力是否对物体做功？

教学方法：

   探究、交流、讨论

教学器材：

滑轮组、弹簧测力计、刻度尺等。

课时安排：

1课时

教学过程：

[引入新课]

讨论1：省力杠杆和费力杠杆各有什么特点？（省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省了力，却费距离；费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力，却省距离。）

讨论2：在使用动滑轮提升重物时，当动滑轮的重及绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计时，拉力F与物重有什么关系？拉力上升的距离S与重物上升高度n有什么关系？（拉力F与物重的关系为F=1/2G，拉力上升的距离S与重物上升高度n的关系为S=2h。）

归纳：以上两种简单的机械都有一个共同的特点——省力的机械不省距离，省距离的机械不省力。

[新课教学]

算算想想：在用动滑轮提升重物的过程中，“拉力F与上升的距离S的乘积”与“物重G与物体上升高度h的乘积”有什么关系？

http://s6/mw690/004dNW9lgy6SK6jcC0J55&690总结：在动滑轮提升重物的过程中，拉力F与上升的距离S相乘，正好等于物重G与物体上升高度h的乘积，即FS=Gh。实际上其他简单机械也有这样的规律。

指出：其实物理学家已经总结出了力和距离的乘积是一个很有意义的物理量，这个物理量就是机械功。

一、机械功的概念：

物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功（简称功）。

二、做功的两个必要因素：

思考讨论：课本P196面图10-24

http://s2/mw690/004dNW9lgy6SK6lbfVfd1&690图a：人用力推车，车未动，在推的方向上没有移动距离，因而推力没有做功。

图b：汽车的牵引力使汽车移动一段距离，牵引力对汽车做了功。

图c：吊车的作用力质量货物移动一段距离，吊车对货物做了功。

进一步说明：

1、人推车没有推动，虽然施加有力的作用，但是没有移动一段距离，这些力就没有“成效”，即“劳而无功”。

2、一木块在光滑的水平面上做匀速直线运动，虽然移动一段距离，但是没有施加有力的作用，即“不劳无功”。

3、一人提一桶水沿水平方向前进了一段距离，分析虽然有力和有距离，但是距离不是在力的方向上的距离，物体在力的方向上没有移动距离，这个力也没有做功。

总结：做功的两个必要因素

（1）有力作用在物体上；

（2）物体在力的方向上移动一段距离。

强调：“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”，总结不做功的三种情况：

（1）S=0（劳而无功）

（2）F=0（不劳无功）

（3）F的方向和S垂直。

三、功的计算公式及单位：

问题：如图，在力F的作用下使物体在水平方向移动s这个过程中，F对物体做了多少功？如何计算？

http://s4/mw690/004dNW9lgy6SyZAcFnZ33&690说明：力学中就是用力和在力的方向上移动的距离的乘积来计算功的大小，用字母F表示作用在物体上的力，S表示物体在力的方向上移动的距离，因为功的英文单词是work，我们取首写字母W来表示功。

1、功的计算公式：

W=FS

2、功的单位及物理意义：

为了纪念英国物理学家焦耳，就专门用焦耳作为功的单位。

（1）国际单位：焦耳，简称焦，符号：J

（2）1J的物理意义：1J=1N·m，即：物体在1N的力的作用下，沿该力的方向通过1m的距离，该力所做的功就是1J。

感知1J的大小：即把两个鸡蛋提高1m做的功约为1J。

学生练习：估计下例一些力做功的大小：

http://s11/mw690/004dNW9lgy6SK7jPoJc8a&690（1）将一袋10kg的大米从地面扛到肩上，做的功大约是多少？

分析：∵G=mg= 10kg×10N/kg=100N

      ∴W=Gh=100N×1.5m=150J

（2）将两个鸡蛋举高1m做功多少？

分析：W= FS=Gh=1N×1m=1J

http://s1/mw690/004dNW9lgy6SK6r4hpKd0&690（3）体重为600N的某学生从一楼到二楼，大约要做多少功？

分析：W=Gh=600N×3m=1800J

（4）将一瓶500mL的矿泉水从地上拿起并举高，做的功大约是多少？

分析：∵m=ρv=1g/m³×500㎝³=500g=0.5kg 

G=mg=0.5kg×10N/kg=5N

∴W=Gh=5N×2m=10J

巩固练习：

1、如图，把一个重100N的箱子匀速举高1．5m，他对箱子做了多少功？再沿水平方向前进10m的过程中，他又对箱子做了多少功？

http://s13/mw690/004dNW9lgy6SyZCPCs40c&690学生讨论，合作解决问题，最后进行规范化板书演示。

2、人拉着重为2000牛的车子沿水平方向前进5米，人拉车的力做的功是多大？

错误做法：人拉车的力做的功是W＝FS=2000N×5m =10000J。

强调说明：在计算机械功时，不能简单地说“有了力，有了距离，就把它们相乘就得到功，一定要明确是什么力做功，力的方向上通过了多少距离。”

进一步提问：要计算出人拉车的力所做的功还必须知道什么？（拉力的大小）

课堂小结：

通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：

1、机械功的概念；

2、做功的必要条件；

3、功的计算公式。

布置作业：

1、课本作业第3、4、5题。

2、补充作业

（1）重力为100N的物体，受到20N的水平拉力，大水平面上匀速前进了5m，则重力做功为     J，拉力做功为        J。（答案：0   100）

（2）下列情况下，力对物体做功的是（    ）

A、用力举着重物在空中不动          B、手提重物在水平面上匀速运动

C、冰块在光滑的水平面上匀速运动    D、用力把木箱搬起来

（3）关于功的概念，下列说法正确的是（    ）

A、只要有力作用在物体上，力就对物体做功

B、物体只要移动了距离，就做了功

C、有力作用在物体上，物体在力的方向上又移动了距离，则这个力就对物体做了功

D、有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定做了功

（4）一个重500N的箱子放在水至地面上，一小孩用100N的水平拉力将箱子匀速移动15m，另一大人把箱子匀速举高2m，下列说法正确的是（    ）

A、大人做的功多                 B、小孩做的功多

C、他们做的功一样多           D、无法判断

（5）某搬运工用肩扛着一重500N的货物，从楼底没楼梯登上三楼仓库，若每层楼梯有15级台阶，每级台阶高20㎝，问搬运工对货物做的功是多少焦？

（分析：h=0.2m×15×2=6m   W=FS=Gh=500N×6m=3000J）

（6）足球场上，队员将足球踢出后，足球沿地面运动了一段距离，在这段过程中，队员对足球­­­­­­­­­­­­­­­­­         。（填“做了功”或“没做功”）

（提示：从力对物体的两个必要因素考虑。物体没有受力，靠惯性移动一段距离，所以队员对足球没有做功。）

（7）木工用100N的力拉锯，锯条移动的距离是50cm,每拉一锯，锯条深入3mm,要把30cm厚的木材锯段，他需要做多少功？（答案：5000J）

（8）质量为50Kg的某同学做爬杆运动。当他爬到离地面3.2m的高度时，约做多少功？（g取10N/Kg）（答案：1600J）