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第五章 功与简单机械
华师大版九年级上册
第3节 功与机械效率（1）
－－－斜面与做功
教学目标
科学观念：知道斜面的含义、功的概念，理解W＝Fs的物理意义
及单位，并能简单计算。知道使用任何机械不省功；
科学思维：认识做功的两个必要因素，能判断是否做功；
探究实践：从物理现象和实验中归纳简单的科学规律的能力，
尝试应用已知的科学规律解释某些具体的问题；具有初步的
分析概括能力；
态度责任：乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理，勇于
探究的兴趣，树立将科学应用于生活、实践的意识，结合教
材和联系实际增进学习的兴趣和热爱生活的情感。
新知导入
复习：
1、杠杆的类型有哪些？
2、提升同一重物时，滑轮组的省力情况与哪些因素有关？
3、本章中我们学过的简单机械有哪些？
动力臂大于阻力臂的省力杠杆、动力臂小于阻力臂的费力杠杆、动力臂等于阻力臂的等臂杠杆。
承担动滑轮的绳子股数、动滑轮的重力、摩擦力的大小等众多因素有关。
杠杆、滑轮。
斜面也是一种简单机械
新知讲解
仔细观察：
并找一找两图片中的共同特点
共同点：都是利用斜坡将物体提升到某高度。
视频：
斜面是一种省力的简单机械
（点击图片播放）
新知讲解
一、有用的斜面
1、斜面：
斜面是一个与水平面有不为零的夹角的硬平面。
2、生活中常见的斜面：楼梯、盘山公路、螺丝钉、刀刃等。
3、斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。
4、斜面可用于克服垂直提升重力G的困难。
5、在斜面粗糙程度一定的条件下，当斜面高度一定时，斜面越长，越省力；当斜面长相同时，斜面高越小，越省力；当斜面越长，斜面高越小时，越省力。
新知讲解
二、功
1、定义：
科学上规定，一个物体在力的作用下，沿着力的方向移动了一段距离，就说该力对这个物体做了机械功简称功。
s
F
s
F
F
s
新知讲解
2、做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力；
（2）物体在力的方向上通过的距离。
注意：这两个因素应同时存在，缺一不可。
（点击图片播放）
活动讨论
1）如果举重运动员举着杠铃不动他对杠铃做功了吗？为什么？
2）关闭发动机后汽车向前滑行一段距离，发动机对汽车做功了吗？为什么？
3）学生背着书包坐在匀速行驶的汽车在平直的公路上前进。学生对书包做功发吗？为什么？
尽管运动员对杠铃用了力，但杠铃没有移动距离，所以运动员对杠铃没有做功。（有力无距离）
发动机关闭，发动机对汽车没有力的作用，汽车滑行是惯性的缘故，所以发动机对汽车没有做功。（无力有距离）
学生背书包的力是向上的，而书包是随着学生和车向前水平运动的，学生对书包没有做功。（力的方向与物体移动方向垂直）
新知讲解
3、不做功的三种情况：
（1）有力无距离；
（2）有距离无力；
（3）有力有距离，但力垂直距离。
新知讲解
三、功的计算
1、功的计算公式：
科学上规定，功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积。
功＝ 力 × 距离
W＝ Fs
（W为功，F为作用在物体上的力，S为物体沿力的方向通过的距离。）
新知讲解
2、功的单位：
国际单位制中，功的单位是焦耳（焦），符号J。
焦耳成为功的单位的来由：
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m。但为了纪念英国物理学家焦耳的贡献，人们便用他的名字焦耳作为功的单位。
1J = 1N·m
意义：1焦耳表示用1牛的力使物体沿着力的方向移动1米距离。
例题1、
一个学生把重 30 N的书包从地上提起，放在桌子上，桌子的高度是 0.8 m， 那么，他对书包做的功为多少？
已知：G=30N h=0.8m
求：WG=
解： WG = Gh = 30N ×0.8m=24 J
答：他对书包做的功为24J
学以致用
学以致用
例题2：
质量为2 t的汽车,在平直的公路上行驶时所受的阻力一直为汽车所受重力的0.2倍,匀速行驶了2 km后关闭发动机,又行驶了55 m才停下,求整个过程中牵引力对汽车做的功。
(g取10 N/kg)
解：由F=f=0.2G=0.2 mg
=0.2×2×1 000 kg×10 N/kg=4000N,
所以，W=Fs=4000N×2000m=8×106J。
答：牵引力对汽车做的功8×106J。
学以致用
例题3、
如图，小敏用50N的力把一重为40N的物体从斜面底端推到顶端，斜面长S=5m，高h=3m。求：
（1）小敏对物体做了多少功？
（2）物体克服重力做了多少功？
（3）斜面对物体的支持力做了多少功？
解：
（1）小敏对物体做的功：W总=Fs=50N×5m=250J，
（2）运动过程中克服物体的重力做的功：
W有=Gh=40N×3m=120J；
（3）力对物体做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动一段距离。因物体在支持力的方向上没有移动距离，所以斜面对物体的支持力做了0J的功。
答：1）小敏做功25J；2）物体克服重力做功120J；3）支持力做功为0。
学以致用
例题4、如图，将重物提高2米，所用拉力F=196牛，求拉力做了多少功？重物有多重？（不计摩擦和动滑轮重）
解：
（1）绳子自由端移动的距离：S=3h=3×2m=6m
拉力做的功：W=FS=196N×6m=1176J
（2）∵不计摩擦和动滑轮重，
∴F=1/3G
∴G=3F=3×196N=588N
答：拉力做了1176J功；重物的重力是588N。
课堂练习
1、下列说法中正确的是( )
A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段距离，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C．抛出手后的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
A
课堂练习
2、奥运会举重运动员在比赛时，第一阶段把100千克的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，3名裁判都亮出了白灯，确认她这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．她在第一阶段内没有做功
B．她在第二阶段内没有做功
C．她在两个阶段内一直都在做功
D．她在两个阶段内都没有做功
B
课堂练习
3、如图所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是（ ）
A．文具盒所受重力对它做了功
B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功
D．在此过程中没有力对文具盒做功
C
课堂练习
4、下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,物体移动的距离越大,力做的功一定越大
B.对物体做的功越大,物体受到的力一定越大
C.力的大小一定时,力对物体所做的功与物体移动的距离成正比
D.以上说法都不对
D
课堂练习
5、如图所示，甲、乙、丙三个物体均在大小相同的力F的作用下沿力的方向移动了相同的距离，设力F所做的功分别为W甲、W乙和W丙，则（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W乙＞W甲＞W丙
C．W丙＞W乙＞W甲 D．W甲＝W乙＝W丙
D
课堂练习
6、如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动4m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（ ）
A． 160J B． 200J
C． 20J D． 180J
C
课堂练习
7、一根金属棒AB置于水平地面上，用测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲。此过程中，测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙。根据图像，下列说法中正确的是( )
A．该金属棒的长度L＝1.6m
B．在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，拉力F1＝1.5N
C．当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝5N
D．金属棒的重心到A端的距离为0.6m
C
课堂练习
8、在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
(1)人的拉力所做的功；
(2)动滑轮受到的重力。
72J
1N
课堂总结
1、斜面是一种非常简单而且省力的机械；
2、常见的斜面有楼梯、盘山公路、螺丝钉等；
3、科学上规定，一个物体在力的作用下，沿着力的方向移动了一段距离，这个力对这个物体做了功。
4、功的两个必要条件：作用在物体上的力；物体沿着力的方向通过一段距离。
5、功的计算公式：功＝力×距离 W=Fs
6、功的单位：焦耳
板书设计
功
定义：
一个物体在力的作用下，沿着力的方向移动了一段距离，该力对这个物体做了功。
斜面：一种简单、省力的机械。如、楼梯、盘山公路等。
条件：（同时具备）：
（1）作用在物体上的力
（2）物体沿着力的方向移动了一段距离
计算：
W=Fs
单位：焦耳（J）
不做功：
①有力无距离②无力有距离
③力与移动方向垂直
作业布置
1、复习本课时内容；
2、完成作业本内相应练习；
3、完成学案中“课后巩固”；
4、预习“功率”相关内容。
谢谢
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