11.1怎样才叫做功 课件(共32张PPT)2023-2024学年度粤沪版物理九年级上册

(共32张PPT)
第1节 怎样才叫做功
新课引入
努力工作
“工”与“功”有什么不同？
思考
功劳
1.知道机械功的概念和做功的两个必要因素.
2.理解功的计算公式W=Fs和功的单位，能用功的公式进行简单计算 .
学习目标
难点
重点
两组图中有什么相同、有什么不同？
搬而不动
推而不动
拉而不动
将石头搬起
将杠铃举起
将人推进车厢
思考
人对物体都施加了力
相同点：
物体发生了移动
将石头搬起
将杠铃举起
搬而不动
推而不动
拉而不动
将人推进车厢
物体未发生移动
力产生了效果
力没有产生效果
不同点：
乘客、石头、杠铃都是在作用力的方向上移动了一段距离
思考
乘客、石头、杠铃的移动有什么共同点？
上面的力都有“成效”，有“贡献”，可以说力对物体做了功.
一、怎样才叫做功
新知学习
1、定义：物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功
哪种情况下，力对物体做了功？
小鸟将虫子叼起来
人推走汽车
举着杠铃不动
小鸟对虫子施加了力
活动与探究
虫子、汽车在力的方向上移动了一段距离
人对汽车施加了力
人对杠铃施加了力
杠铃未发生移动
通过上述的实例，你能归纳出做功的两个必要因素是什么吗？
作用在物体上的力.
物体在这个力的方向上移动的距离.
做功这两个因素是严格的，缺少任何一个都不算做功
大力士拉车没有拉动
举着哑铃不动
s = 0
F ≠ 0
有力无距离，没有做功（劳而无功）
他们做功了吗？
共同点：
冰壶在冰面上滑行
足球被踢后，空中飞行
s ≠ 0
F = 0
无力有距离，没有做功（不劳无功）
他们做功了吗？
共同点：
水平推车
起重机水平移动货物
他们做功了吗？
有力有距离，但力和距离垂直，没有做功（垂直无功）
s ≠ 0
F ≠ 0
F⊥s
共同点：
归纳
物体没有做功的三种情况：
有力无距离
有力有距离，但力和距离垂直
无力有距离
劳而无功
不劳无功
垂直无功
释疑：
现在你知道：“工”与“功”的不同了吗？
“做功”是生产生活中普遍存在的物理现象，它有明确的含义，偏重于“ 成效、贡献”.
“做工”是指消耗一定的体力和脑力的人类活动，指的是做工作或做事情.
针对训练
1. 如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是(　　)
B
挣了钱，我只需要数一数就知道我挣了多少钱，那么，如果我做了功，怎么才能知道我做了多少功？
想想议议：功的大小与哪些因素有关？
问题与思考
？
问题与思考
问题1、老李和老王从村口一起赶路到达县城时，哪匹马对马车做的功多？
问题与思考
老李和老王牵驾驶规格相同的两辆马车赶到县城，马车所载货物相同
一样多
思考
老李
老王
F相同，s相同
问题2、老李到达村口前还需要先赶1km的路，从各自的家到县城这段距离，哪匹马对马车做的功多？
问题3、到达县城后，老李发现自己在半路上丢失一袋货物，那么从村口到县城，哪匹马对马车做的功多？
做功多少的判断依据：对于功的大小是根据做功的成效判断的.
在用力相同时，沿力的方向上移动距离越大，做的功就越多.
沿力的方向移动距离相同时，用的力越大，做的功就越多.
老李的马做功多
老王的马做功多
F相同，s李>s王
s相同，F李1、定义：物理学中，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
F：力—牛(N)
s：物体在力的方向上通过的距离—米(m)
W：功—
牛·米(N·m)
2、计算公式：
二、怎样测算功
功=力×距离
F
s
W
×
=
3、单位：
焦耳(J)
功的单位专门的名称--焦耳(J)：为了纪念英国的物理学家焦耳（J.P.Joule.1818--1889)而命名的。
焦耳
使用公式进行计算时需注意：
同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体.
同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间.
统一性：功W、力F和物体移动距离s的单位必须统一（国际单位）.
用1 N的力使物体在力的方向上通过的距离为1 m时所做的功为1 J
1 J的物理意义：
W=F×s=1N×1m=1J
温馨提示
做功的多少只由W＝Fs决定，与物体的质量，速度，运动方向，是否有摩擦无关.
速度、密度等物理量是利用比值定义法定义的，而功是利用乘积定义法定义的.
例1、如图所示，请估算：用手匀速托起两个鸡蛋升高1m时，手对鸡蛋做的功大约是多少
由于两个鸡蛋重力大约是1N.
已知：F=G=1N，s=1m.
求：W=？
解：W=F·s=1N×1m=1J
答：手对鸡蛋做的功大约是1J.
练习
例2、人拉着重为2 000 N的车子沿水平方向前进了5m，人拉车做了多少功？
已知：F=2 000 N，s=5 m。
求：W=？
解：W=Fs=2 000 N×5 m=10 000 J
如果想计算人对车子做了多少功，还需要知道什么条件呢？为什么？
（垂直无功）
思考
人对车子的拉力，因为车子是在人拉力的方向上移动了一段距离
例3、如图所示，某人用沿斜面向上的力F=100N，把木箱从斜面底部沿斜面推到2m高处。斜面长4m，这个人做了多少功？
已知：F=100N，s=4m。
求：W=？
解：W=F·s=100N×4m=400J
答：这个人做了400J的功。
物体运动方向上的力？
物体运动方向上的距离？
推力F
斜面长s
更省力，是否省功？
费距离？
省距离，是否省功？
费力？
活动与探究
以下活动中力和功有什么特点？
1、 定义： 研究表明：省力的机械必然费距离；省距离的机械则一定费力；既省力又省距离的机械是不存在的。也就是说，使用任何机械都不能省功。这就是机械功原理
三、机械功原理
对于省力或省距离的选择，以方便当前的生活工作为导向.
课堂小结
功
不做功的三种情况
功
机械功原理
做功的两个必要因素
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动一段距离
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
定义
力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功
符号
W
公式
W=Fs
W单位J，F单位N，s单位m
随堂练习
1.下列有关力做功的说法中正确的是(　　)
A. 跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力做了功
B. 足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球的踢力做了功
C. 汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力做了功
D. 运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力做了功
A
不受力脚的力
重力与运动方向垂直
无距离
2.奥运会举重冠军杨霞在比赛时，第一阶段把100 kg 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 s，三名裁判都亮出了白灯，表示这次举重成功。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.她在两个阶段内一直都没有做功
B
3【创新题·科学推理 】相信你肯定有这样的感受：背着装满书的书包在水平路面上行走一段距离会感觉到很累，请你结合功的相关知识进行解释．(不考虑行走过程中重心高度的变化)
答：背着书包在水平路面行走时，竖直方向上书包没有移动距离，即人对书包不做功，人在行走过程中会受到地面摩擦力，摩擦力沿水平方向，即人沿水平方向克服摩擦力做功变多，所以人会感觉到累．
4.如图所示为用竹篾和薄纸做成的孔明灯，所用材料的总质量为80g，孔明灯体积为0.6m3，使孔明灯升高30m，(不考虑燃烧物质量的减小和材料体积，空气的密度为1.29 kg/m3，g取10N/kg)求：
(1)请在图中画出孔明灯在空中上浮时的受力分析示意图(O为孔明灯的重心)；
G
F浮
(2)若孔明灯匀速上升，则其克服阻力做功为多少？
G
F浮
解：(2)孔明灯的重力G灯＝m灯g＝80×10－3 kg×10 N/kg＝0.8 N
孔明灯上升时所受的浮力
F浮＝ρ空气gV排＝1.29 kg/m3×10 N/kg×0.6m3＝7.74 N，
孔明灯匀速上升，因此受力平衡，阻力
f＝F浮－G灯＝7.74 N－0.8 N＝6.94 N
孔明灯克服阻力做功W灯＝fh＝6.94 N×30 m＝208.2 J