10.3做功了吗 课件 (共37张PPT) 2023-2024学年度沪科版物理八年级全册

(共37张PPT)
第三节 做功了吗
八下 物理
沪科版
请说出含有“功”字的词语
功劳 立功 成功
大功告成 事半功倍
——贡献
——成效
在物理学中，“功”的概念是什么呢？
物理学中如果某个力对物体的移动做出了贡献，取得了成效，就可以说这个力对物体做了功。
新课引入
甲、乙两人要把建筑材料提到屋顶上去，结果甲提上去了；乙虽然也用了力，但是没有提上去。
甲
乙
请同学们观察下面的事例：
甲和乙两人此时都有工作成效吗？
思考
1.知道机械功的概念，能用生活、生产中的实例解释机械功的含义
2.通过物理现象来认识做功的两个必要因素；
3.掌握功的计算公式和单位，会用公式进行计算。
重点
学习目标
难点
一、功
它们在工作过程中有什么共同特点呢？
新知学习
撬杠对石头施加了力
起重机对重物施加了力
拖拉机对农具施加了力
都有力的作用
撬杠必须把石头撬起来
起重机必须把重物提高
拖拉机拉着农具前进
有“成效”有“贡献”
都使工作对象沿力的方向移动了一段距离
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功，简称功
温馨提示
力学中的功不同于日常生活中所提到的“成功”“ 功
劳”“ 立功”。“做功”不同于“做工”。“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。
甲
乙
释疑
事例一：甲和乙两人都有工作成效吗？
甲沿力方向移动了距离，故有工作成效
那接下来我们一块来看一下如何判断是否做功？
乙沿力方向没有移动距离，故没有工作成效
二、怎样才算做功
通过上述的实例，谁能归纳出做功的两个必要因素是什么？
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
这两个因素是严格的，缺一不可
运动员对杠铃做了功
钢索拉力对重物做功
s = 0
F ≠ 0
有力无距离，没有做功（劳而无功）
做功了吗？
大力士拉车没有拉动
搬而未起
s ≠ 0
F = 0
无力有距离，没有做功（不劳无功）
运动员对飞行的足球和铅球，以及滑行的冰壶做功了吗？
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
人背着背包前行
起重机水平移动货物
人提着重物前行
归纳
没有做功的三种情况：
①有力无距离
有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离，也叫“劳而无功。
②有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用，也就是没有力做功，也称“不劳无功”。
③力与距离垂直
物体受到力的作用，也通过了距离，但通过的距离与受力的方向垂直（垂直无功）。
小明用力拉在水平桌面上的小车，使小车匀速前进，则小车受到几个力的作用？哪些力对小车做了功？
F
F支
G
F阻
F 对小车做了功
F
F支
G
F阻
有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成“施力的物体做了功”。在这里我们也可以说是小明对小车做了功。
F支与G与运动方向垂直，不做功
克服F阻做功
注意：当力和物体在力的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功。
请分析，运动员在掷铅球时，在哪个过程中对铅球做功了？
练一练
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
针对训练
甲和乙两人的工作成效一样吗？怎样比较他们的工作成效？
乙把重为2000N的瓦片提到高6米的屋檐上
甲把重为5000N的石料提到高2米的墙顶上
事例：请同学们观察下面两幅图片：
思考
三、怎样计算功
1.物理学中规定：
W：功—焦耳（J）
F：力—牛（N）
s：物体在力的方向上通过的距离—米（m）
1J=1N·m
W=Fs
2.计算公式：
功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功＝力×距离
3.1焦耳的物理意义：
1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。
从地上拿起一个约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，在此过程中你对鸡蛋做的功大约为1J。
使用公式进行计算时注意：
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）.
将一袋10kg的大米从地面扛到肩上，做功约150J。
体重为600N的某学生从一楼走到二楼，做功约1800J。
将一瓶500mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10J。
4.一些力做功的大小
焦耳(J.P.Joule，1818.12─1889.10)： 英国物理学家。致力于热功当量的精确测定达40年之久，他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系，为热力学第一定律的建立奠定了牢固的实验基础。
由于他在热学、热力学和电学方面的贡献，皇家
学会授予他最高荣誉的科普利奖章。后人们为了纪念
他，把功、能、热的单位命名为“焦耳”，简称“焦”。
在初中，我们还将学习以他的名字命名的“焦耳定律”。
信息窗
小明将质量为10kg的水桶从离井口3m的深处匀速提到井口，如图所示。在这一过程中，小明对水桶做了多少功
分析：求拉力对水桶所做的功，需要知道拉力
的大小和水桶被提升的高度（即在拉力方向上
移动的距离）。由于水桶匀速上升，根据二力
平衡条件，可知小明对水桶的拉力与水桶的重力大小相等。
例题
解：小明对水桶的拉力
水桶在拉力方向上移动的距离
根据功的公式，小明对水桶做的功
答：小明对水桶做的功为294J
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。
1.如图甲、乙、丙所示，起重机将货物匀速提起，三个过程中拉力做的功W甲、W乙、W丙 的大小关系是____________________。
丙
甲
乙
W甲＜W乙＜W丙
针对训练
2.起重机将2×104 kg的货物从地上匀速吊起3 m高，求起重机做了多少功？
解：起重机的拉力等于货物的重力。上升的高度为3m。
　 根据功的公式，起重机对货物做的功为：
W＝Fs＝Gh＝mgh
＝2×104 kg×10 N/kg×3 m
＝6×105 J
答：起重机做了6×105 J的功。
知识拓展
斜面
测量提升物体所做的功
1.如图所示，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h 处，测量并计算拉力F 对小车所做的功，将数据填入表格
2.沿竖直方向匀速提升小
车，使之上升高度h，测
量并计算拉力F 所做的功
，将数据填入表格
提升方式 F／N s／m W／J
直接 1.45 0.1 0.145
用斜面 0.4 0.8 0.32
你能得出什么结论？
使用斜面可以省力，但不可以省功
结合前面所学的杠杆、滑轮，你发现了什么？
省力的机械必然费距离，费力的机械能够省距离，既省力又省距离的机械是不存在的，使用任何机械都不可能省功！
斜面也是一种省力机械
注意：斜面长是斜面高度的 n 倍时，
在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的 n 分之一
②斜面省力的原理
根据功的原理，若不计斜面和物体间的摩擦力，则有： Gh=FL
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。所以斜面是一种省力的简单机械。
如图所示：把重为G的物体，沿着长为L，高为h的斜面，用大小为F的力推上去的过程中：
沿斜面向上的推力：
l
F= ——
Gh
光滑的斜面
1.如图所示的简单机械，属于斜面应用的是（　　）
D
A．剪刀
C．自行车手闸
B．指甲钳
D．盘山公路
针对训练
做功的两个必要因素
功
不做功的三种情况
斜面
课堂小结
有力无距离
有距离无力
力与距离垂直
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动一段距离
省力机械
使用任何机械都不可能省功
功的计算
定义：
公式：
单位：
注意：
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功，简称功。
W=Fs
焦耳（J），用J表示，1J=1N·m
同时性、同体性、统一性
1.一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？
解:人对车做的功等于人对车施加的力F与车在这个力的方向上通过的距离的乘积。人对车做的功为：W=Fs=50N×2m=100J
车在重力的方向上没有通过距离，因而重力对车不做功。
答：人对车做功100J；重力对车做功0J。
随堂练习
2.如图所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个光滑斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则（ ）
A.沿着AB用的拉力小，做功多
B.沿着AC用的拉力小，做功多
C.沿着AD用的拉力大，做功少
D.沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多
D
3.一个工人用右图所示的滑轮组提起1000N的货物，所用的力是600N，货物被提升2m。求：
（1）他所做的功是多少？
（2）克服货物重力做功多少？
解: (1)W1=FS=600N×4m=2400J
(2) W=Gh=1000N×2m=2000J
答：（1）他所做的功是2400J。
（2）克服货物重力做功2000J。
F=600
4.小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功W甲、W乙、W丙的大小关系是_________________。
W甲=W乙=W丙