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沪粤版 八年级上册
第十一章 机械功与机械能
课题1怎么才叫“做功”
导入新课
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。
蒸汽机做功，带动火车运行。
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
“做工”与“做功”
想一想：推不动汽车和搬不起石头时人做功了没？
用力推汽车，汽车不动
用力搬石头，未能搬起
虽然人们竭尽全力，做了工，但未对汽车和石头做功！
新课学习
怎样才叫“做功”
S
F
图中的人对货物施加力F，并沿F的方向上提了距离S。这时人对货物做了功。
人将货物上提距离S
F
F
S
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。
【想一想】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。
新课学习
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
F
S
人将推车推动距离S
物理学中的‘功’吸收了一种‘贡献’和‘ 成效’的意思在里面，表示力在距离上的积累。
【思考】用力推讲台,讲台没有动，人累吗？人对讲台做功了吗？为什么？
人对讲台没有做功，因为讲台没有移动一定距离。
（F≠0, S=0 ---- 劳而无功）
【思考】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？
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）
足球在地上滚动
【思考】人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？
Ｓ
．
Ｇ
Ｎ
人推木箱，水平移动距离S
人推箱子，虽然水平移动了距离S，但重力和支持里不做功，因为距离S不在力的方向上。
（F ≠ 0, S ≠ 0，Ｆ⊥Ｓ------垂直无功）
【总结】做功的要素有三个：
有力的作用
产生了距离S
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？
新课学习
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。
【想一想】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。
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
新课学习
使物体移动的距离一定，力越大，做的功越多
力一定，使物体移动的距离越大，做的功越多
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。
【思考】从功的计算公式，我们可以得出什么结论？
用手匀速托起两个个鸡蛋，提高至1m，人对鸡蛋做了多少功？
练一练：
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。
新课学习
例题分析
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 N×4 m=400 J。
误区在于移动距离为箱子升高了2 m。
机械功原理
想一想
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？
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。
1. 下列有关力做功的说法，正确的是（ ）
课堂练习
C
A．小翔将铅球投出的过程中，小翔对铅球没有做功
B．足球在球场上沿水平地面滚动，重力对足球做了功
C．小冬提着书包从一楼上到六楼，小冬对书包做了功
D．运动员举着杠铃静止不动的过程中，运动员对杠铃做了功
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
课堂练习
C
2. 某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s．则两次上楼过程中，学生所做的功（ ）
A．木箱受到的摩擦力一定为10N
B．木箱前进的距离一定是6m
C．木箱前进的距离是1.2m
D．木箱受到的摩擦力是50N
B
3. 一个重50N的木箱放在水平桌面上．某人用10N的水平拉力拉着木箱前进，人对木箱做的功为60J，则（ ）
课堂练习
课堂小结
我们都学了什么？
课堂小结
1.1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：①作用在物体上的力；②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：W＝F·S。
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。第十一章 课题1《怎样才叫“做功”》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）理解“做工”与“做功”的区别。
（2）掌握做功的要素，能够判断物体是否做功。
（3）掌握功的测算方法，了解机械功原理。
2.过程与方法
通过课堂互动加深学生对做功的理解。
3.情感态度和价值观
关注与关心社会生活中的做功现象，体会物理与社会生活的密切联系。使学生明白物理学来源于生活，应用于生活。【来源：21·世纪·教育·网】
【教学重点】
理解做功的要素，能够定量计算做功值。
【教学难点】
判断物体是否做功，做功的正确计算方法。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
我们在以前的学习过程中已经学习了力和距离的概念。但力和距离不能直接解释生活中常见的现象，我们需要评价力在距离上的积累。我们为什么要引入机械呢？
【过渡】人类利用机械做功，从而提高工作效率。比如利用蒸汽机做功，带动火车运行。为什么利用机械可以提高工作效率？这就需要明白做工和做功的区别。
二、新课学习
1．介绍做功与做工的区别
【过渡】大家看课本图11-1，在左图中人用力推汽车，但没推动，右图中人用力搬石头，也没搬起来。我们根据经验知道，在做图中所示的活动中我们会大汗淋漓，使尽全身力气，确实做了“工”，但从物理学定义上来讲，我们并未“做功”。那么什么情况下才算做功呢？做功具有什么样的物理意义呢？21·cn·jy·com
（1）怎样才叫“做功”
我们来看活动1，找出课本上图11-2中左图和右图的共同点。从左图中我们发现人在提拉铁球时对铁球施加了力的作用，同时将铁球提起了一段距离；与左图类似，右图的人在推车子的时候对车子施加了力的作用，然后将车子推了一段距离。在物理学上，他们都做了功，但与图11-1不同的是，他们在施加力的同时，使物体移动了一段距离。
【提问】是否对物体施加力，并且物体有移动距离，就认为做功了呢？
很显然不是这样的，我们可以注意到图11-2中，物体的移动方向与作用力方向相同。也即是说，做功需要使物体在力得到方向上移动一段距离。物理学上规定：作用在物体上的力，使物体沿力得得方向移动一段距离，我们就说这个力对物体做了功。这是物理学上对做功的定性解释。www.21-cn-jy.com
【提问】大家了解了做功的定义，那么能够从定义里提炼出做功的要素吗？
（2）做功的要素
从定义里不难看出，做功的两个必要的因素是作用力和在力的方向上移动的距离。也即：
①作用在物体上的力
②物体在力的方向上移动的距离
关于做功的要素，大家务必要牢记。其中一定要注意到移动的距离是有前提条件的，也即在力的方向上移动的距离。www-2-1-cnjy-com
【提问】了解了做功的要素，那么什么情况下没有对物体做功呢？
【交流】为了了解不做功的情况，我们需要从做功的要素入手。很明显，力、距离、方向任何一项不满足就会造成不做功：2·1·c·n·j·y
（1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。
（2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳无功”。2-1-c-n-j-y
（3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），此情况叫“垂直无功”。21*cnjy*com
这三种不做功的情况可以从反面判断物体是否做功。大家可以根据这些判断依据对图11-3中力是否对物体做功进行判断。【来源：21cnj*y.co*m】
2．怎样测算功
【过渡】我们已经定性地学习了做功，物理学中之所以引入做功除了是因为这个概念特别重要之外，还在于我们要知道力对物体做了多少功。这就需要定量地知道做功。
（1）做功的定量计算
我们了解了做功的要素，就知道了功的大小与力和距离都有关系。物理学上定义力对物体做的功，等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，也即：功=力×距离。功的符号来源于英文单词“Work”，简称为W，所以做功可以表示为：W＝F·ｓ。
有了功的物理学计算公式，就需要知道功的单位。在国际单位制中，功W的单位为：牛·米(N·m)，它有一个专门的符号：焦耳（J），这是为了纪念著名物理学家焦耳。那么，与功的计算公式对应：J= N·m。1J的物理意义为：1N的力，使物体在力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。即：1J＝1N×1m＝1 N·m21教育网
从公式中很容易发现：使物体移动的距离一定，力越大，做的功越多；力一定，使物体移动的距离越大，做的功越多；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。【出处：21教育名师】
【提问】大家根据功德计算公式计算图11-5中，手对鸡蛋做了多少功？
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
（2）如何正确地测算功
看图11-6，人在拉车时用了2000 N的力，并在拉力的方向上移动了5 m，那么人拉车时做的功W是否等于 2000 N×5 m吗？【版权所有：21教育】
【提问】在图11-6的实例中，我们遗忘了什么才导致这种计算方法？
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。21教育名师原创作品
【交流】我们来看例题3，在图11-7中，工作人员将箱子沿4 m长的斜面推到2 m高，求人对箱子做了多少功？我们来分析一下这道题，根据功的计算公式我们要首先明确人施加的力是朝什么方向的？在这个方向上移动了多少距离？很显然，100 N的力沿斜面方向，移动了4 m，所以人对物体做功：W=100 N×4 m=400 J。所以这个人做了400J的功。
【提问】大家重新思考图11-6中人做的功？
3.机械功原理
功的概念首先是从研究机械的过程中产生的。我们利用机械的目的无非是省力或者节省距离。但是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，比如杠杆。这就是机械功的原理，即使用任何机械都不能省功。机械功原理对机械的研制和使用具有指导意义。21·世纪*教育网
【归纳总结】作用在物体上的力，使物体沿力得得方向移动一段距离，我们就说这个力对物体做了功。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：W＝F·ｓ。功德单位是焦耳。21*cnjy*com
三、课堂练习：
1. 下列有关力做功的说法，正确的是（ C ）
A．小翔将铅球投出的过程中，小翔对铅球没有做功
B．足球在球场上沿水平地面滚动，重力对足球做了功
C．小冬提着书包从一楼上到六楼，小冬对书包做了功
D．运动员举着杠铃静止不动的过程中，运动员对杠铃做了功
2．某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s．则两次上楼过程中，学生所做的功（ C ）21世纪教育网版权所有
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
3．一个重50N的木箱放在水平桌面上．某人用10N的水平拉力拉着木箱前进，人对木箱做的功为60J，则（B ）
A．木箱受到的摩擦力一定为10N
B．木箱前进的距离一定是6m
C．木箱前进的距离是1.2m
D．木箱受到的摩擦力是50N
课堂小结：
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
1.1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：①作用在物体上的力；②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：W＝F·ｓ。
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。21cnjy.com
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
精品资料·第 1 页 （共 1 页） 版权所有@21世纪教育网第十一章 课题1《怎样才叫“做功”》一课一练
一、选择——基础知识运用
1．在国际单位制中，功的单位是（ ）
A．N （牛） B．Pa （帕） C．W（瓦） D．J（焦）
2．下列情况中做功一定为1焦的是（ ）
A．将重为1牛的物体移动1米
B．将重为1牛的物体竖直向上移动1米
C．用1牛的力使物体移动1米
D．用竖直向上的1牛的力使受力物体竖直向上移动1米
3．关于体育考试中的一些场景，下列说法错误的是（ ）
A．跳绳过程中，要克服体重做功
B．实心球抛出后最终落回地面是因为受到重力作用
C．跑步到达终点时人不能马上停下来是因为具有惯性
D．立定跳远的同学跳出后在空中受到推力的作用
4．用相同的水平力使同一物体分别在光滑水平面和粗糙水平面上移动了相同距离，则在两种情况下，力F对物体做的（ ）21教育网
A．一样多 B．后者多 C．前者多 D．无法比较
5．图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则（ ）21cnjy.com
A．FA=FB WA=WB B．FA＜FB WA=WB
C．FA＜FB WA＜WB D．FA＞FB WA＞WB
6．小强想把一个重100N的快递箱子搬回家，他用20N的水平推力推着箱子沿水平路走了30m，然后再把箱子背到10m高的四楼，如果小强体重是600N，上述两个过程如图所示，下列说法正确的是（ ）21·cn·jy·com
A．沿水平路推箱子时，小强推力对箱子做的功是100J
B．沿水平路推箱子时，重力对箱子做了功
C．小强背着箱子时，楼梯对他的支持力是600N
D．上楼时小强对自己做的功是额外功
7．用300N的力沿水平方向分别拉着质量为200kg和150kg的甲、乙两辆车匀速前进20m，则（ ）www.21-cn-jy.com
A．拉甲车做的功多 B．拉乙车做的功多
C．做功一样多 D．无法判断
二、解答——知识提高运用
8．具备做功的两个必备因素： 和 。
9．请你用所学的知识分析、说明为什么使用简单机械不能既省力又省距离。
10．宜宾某厂家生产的一种软饮料上面贴有“低热量”的标签，并且标签上标明“每100mL产生2×l03J的热量”。某同学喝了300mL这种饮料后，获得的热量为 。他想用沿台阶登山的方式来消耗此次摄入的热量，如果该同学的质量为50kg，为了达到此目标，他需要匀速登上 高的台阶。（g取10N/kg）2·1·c·n·j·y
《希望你喜爱物理》参考答案
一、选择——基础知识运用
1．【答案】D
【解析】在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J．“N”是力的单位；“Pa”是压强的单位；“W”是功率的单位；故ABC错误，D正确．故选D．21世纪教育网版权所有
2．【答案】D
【解析】A 不清楚物体沿什么方向运动，所以做功多少无法判断．此选项不符合题意；B 向上施加的力没有说明是多大，所以做功多少无法判断．此选项不符合题意；C 不清楚物体沿什么方向运动，所以做功多少无法判断．此选项不符合题意；D 用竖直向上的1N的力使受力物体竖直向上移动1m，做的功为W=FS=1N×1m=1J．此选项符合题意．故选D．【来源：21·世纪·教育·网】
3．【答案】D
【解析】A、跳绳过程中，用力使身体向上运动，所以是克服重力做功，故A正确；B、实心球抛出后，受重力作用，重力使实心球向下运动，落向地面，故B正确；C、跑步到达终点不能立即停下来，是人具有惯性，要保持原来的运动状态继续前行，故C正确；D、立定跳远的同学跳出后在空中受到重力作用，故D错误．故选D．21·世纪*教育网
4．【答案】A
【解析】因为力相同，移动的距离也相同，由W=Fs可知，对物体做的功相同．故选A．
5．【答案】B
【解析】（1）斜面AC倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即FA＜FB；（2）斜面光滑说明摩擦力为0，由W=Gh可知，它们所做的功相等，即WA=WB．故选B．
6．【答案】D
【解析】A、沿水平路推箱子时，小强推力对箱子做的功W=Fs=20N×30m=600J，故A错误；B、沿水平路推箱子时，在重力的方向上没有移动距离，所以重力对箱子没有做功，故B错误；C、小强对楼梯的压力F压=G人+G箱=600N+100N=700N，因为力的作用是相互的，所以楼梯对他的支持力为700N，故C错误；D、上楼是为了将快递箱子搬回家，对箱子做的功为有用功，对自己做的功是额外功，故D正确；故选D．www-2-1-cnjy-com
7. ．【答案】C
【解析】因为拉甲、乙两辆车的拉力相等，在拉力方向上通过的距离相等，由W=Fs可知，对甲乙两辆车做的功一样多．故选C．2-1-c-n-j-y
二、解答——知识提高运用
8．【答案】作用在物体上的力；物体在力的方向移动一段距离。
【解析】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．
故答案为：作用在物体上的力；物体在力的方向移动一段距离．
9．【答案】由功的原理可知：使用任何机械都不省功．而功又等于力与距离的乘积，如果一个机械既省了力又省了距离，就等于省了功，这与功的原理相矛盾．因此，从理论上可以断定：使用简单机械不能既省力又省距离．21*cnjy*com
10．【答案】6000；12。
【解析】（1）喝300mL这种饮料获得的热量：Q=2.0×l03J×3=6000J；
（2）由题知，W=Q=6000J，而W=Gh=mgh，
即：6000J=50.0kg×10N/kg×h，解得：h=12m．
故答案为：6000；12．
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