【教学课件】《怎么才叫“做功”》（沪粤）

第十一单元 机械功和机械能一、怎样才叫”做功” 导入新课 蒸汽机做功，带动火车运行。 我们学习了力和距离的概念，但却无法评价力在距离上的能量积累。所以需要引入“功”的概念。 人类利用机械做功，使人类节省力气，从而提高工作效率。蒸汽机代替人类做功 新课学习 用力推汽车，汽车不动 用力搬石头，未能搬起想一想：推不动汽车和搬不起石头时人做功了没？虽然人们竭尽全力，做了工，但未对汽车和石头做功！“做工”与“做功” 怎样才叫“做功”图中的人对货物施加力F，货物沿F的方向上移动了距离S。这时人对货物做了功。人将货物上提距离S新课学习 人将推车推动距离S 图中的人对推车施加力F，并沿F的方向推动了距离S。这时人对推车做了功。怎样才叫“做功”新课学习 人对货物和推车都做了功，它们有哪些共同点？人都使物体在力的方向上移动了一段距离。 做功的要素 作用在物体上的力，使物体沿力的方向移动一段距离，我们就说这个力对物体做了功。【思考】比较人推不动汽车和推动汽车的例子，找出是否做功的判断标准？用力推汽车，汽车不动 F FS 人将推车推动距离S新课学习 用力推讲台,讲台没有动，人累吗？人对讲台做功了吗？为什么？答：人对讲台没有做功，因为讲台没有移动一定距离。 （F0, S=0 - 劳而无功） 用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？答：足球虽然移动了一段距离，但那是因为惯性， 而没有力的作用。（F=0, S 0 - 不劳无功） 人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？答：人推箱子，虽然水平移动了距离S，但重力和支持 力不做功，因为距离S不在力的方向上。 （F 0, S 0，-垂直无功） 【总结】做功的要素有三个：l 有力的作用l 产生了距离Sl 距离S在力的方向上有分量判断人或物体是否做功，这三个要素，缺一不可。 小鸟将虫子从地上叼起来人将油桶推到仓库 举重运动员举着杠铃不动根据做功的要素判断，举重运动员并未做功，而前两个例子中人均做了功。判断这些实例是否做功？ 怎样测算功力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。功的物理意义是什么？如何定量认识功？功可以理解为力在距离上的积累，这种积累作用表现为“乘积”的形式。新课学习 表达式：功=力距离单 位：J = N m 焦 耳W = F S【思考】作为重要的物理概念，功的单位是什么？功既然是力在距离上的积累，它应该是能量的标度，属于标量。能量的单位：焦耳 l 使物体移动的距离一定，力越大，做的功越多l 力一定，使物体移动的距离越大，做的功越多l 力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多 功的多少跟作用在物体上的力成正比，跟物体移动的距离成正比。从功的计算公式，我们可以得出什么结论？新课学习 用手匀速托起两个鸡蛋，提高至1m，人对鸡蛋做了多少功？解答：人克服鸡蛋的重力做功，一个鸡蛋大约重50g，所以鸡蛋的重力为1N，鸡蛋的移动方向与手用力方向相同，故人对鸡蛋做的功为：W=F S=1N 1m=1J 如何正确地测算功？人拉着重2000N的车子向前行进5m，有同学认为人做的功W=2000N 5m=10000J， 他的算法对吗？分析：根据做功的要素判断。解答：题中给出了车子的重力，重力的方向与车子移动的方向垂直，属于垂直无功的例子。所以算法不对，还应给出人的拉力。 如图：工作人员用100 N的力将箱子沿4 m长的斜面推到2 m高，求人对箱子做了多少功？分析：工作人员对箱子施力，力的方向沿斜面向上，移动了4 m，所以人对物体做功：W=100 N4 m=400 J。误区在于移动距离为箱子升高了2 m。如何正确地测算功？ 机械功原理 动滑轮和静滑轮有什么特点？ 用静滑轮时人需要用与货物等重的力，拉力的距离等于货物上升的距离。 用动滑轮时人需要货物重量一半的力，拉力的距离等于货物上升距离的2倍。【思考】该实例说明了什么科学道理？新课学习 使用机械工作时，省力必然费距离；省距离一定费力；既省力又省距离是不可能的。也即，使用任何机械都不能省功。机械功原理：使用任何机械都不能省功。 机械的黄金定律 上述例子表明：人利用滑轮提起货物时做了同样的功。用静滑轮时节省距离，但是费力；用动滑轮时省力，但是需要拉较长的距离。 例题1.下列情况中力对物体做了功的是（）CA用力推讲台，讲台没有动 B人提水桶沿水平地面行走 C沿斜坡方向把物体拉上去 D天花板上的线吊着电灯经典例题 A第一次较大B第二次较大C两次一样大D不知楼高不好判断 C例题2. 某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费20s，第二次花费30s则两次上楼过程中，学生所做的功（）经典例题 A木箱受到的摩擦力一定为20NB木箱前进的距离一定是4mC木箱前进的距离是0.8mD木箱受到的摩擦力是100N B3. 一个重100N的木箱放在水平桌面上某人用20N的水平拉力拉着木箱前进，人对木箱做的功为80J，则（）经典例题 课堂小结 怎样才叫“做功”1介绍做功与做工的区别做功的两个要素为：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的距离。2怎样测算功力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即：WFS。3机械功原理我们不可以利用机械既省力又省距离，因为省力就必须要耗费距离，省距离就必须要费力，即使用任何机械都不能省功。