第三节功

第九章机械和功
第三节 功
一、目标导航
1、知识与技能
(1)认识机械功的概念，理解做功的两个因素，能用生活、生产中的实例解释功的含义。
(2)能理解功的计算公式W=FS，并能进行有关计算，知道功的单位焦耳(J)。
2、过程与方法
(1)从实例中认识做功的两个因素，学习从物理现象中归纳简单规律的方法。
(2)通过学习活动，使学生掌握功的计算方法
3、情感、态度和价值观
（1）通过学习活动引导一积极思考，有克服困难的信心，体验克服困难、解决理解问题的喜悦。
（2）通过对活动实例的解释，让学生体会物理知识在现实生活中的应用，增强学生学习物理的兴趣和求知欲望。
二、教学重、难点
1、重点。理解功的概念
2、难点。判断力对物体是否做功及功的计算。
3、重难点突破
课本以生活经历和觉的机械为例，引出了做功的概念和做功的两个必要因素。功的概念是贯穿全章的重点概念。我们要正确理解物理的“功与我们日常生活中“工作”的区别，只有这样，才能集会做功的两个必要因素，才能正确判定物体是否做功。
三、新课导入
观察课本P10图9-20，找出它们的工作过程有什么共同特点，请同学们观察课本。
师：指导一分析讨论，注意引导“机械”工作过程共同点。
四、问题引导
一、功
1、力学上的功
当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，通过了一段距离，这个力的作用就有了成效，力学上就说这个力做了功。
2、做功的两个必要因素
力学上所学的功包括两个因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向的距离。
注意：
1、判断一个力是否做了功，哪些因素缺一不可。否则就没有做功。例如：运动员把杠铃举在头上不支时，虽然有力倡没有沿这个力的方向移动距离，所以没有做功，可见功包括两个必要因素，缺一不可，也就是说有力作用在物体上这个力一定做功；物体移动了距离也一定有力对它做功。但做功过程中，一定有力的作用，而且物体在力的方向上通过距离。
2、在下列三种情况下，力对物体没有功
(1)物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有力做功。例如某同学踢足球，球离开脚后飞出了100m远，足球飞出100m远过程中，人做功为零。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功，如一辆汽车，一个人用很大的力也推不动它，推力对汽车没有做功；再如上面的举重运动员，也没有对杠铃做功。
(3)物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶跃然受到手的提力作用，由于提桶的力的方向始终竖起向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走得再远，手的提力对水平水桶也没有做功。
二、功的计算公式
力学里规定，功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的计算公式W=FS。
注意：应用上述公式计算时，还必须注意以下几点：
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功，或者哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式中的F是作用在物体上的力。公式中的S是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”。这句话引起重视，否则在计算功时容易出错误。例如某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，在平地上前进10m，求此人对箱子做的功。
如果按W=FS=100N×10m=1000J计算，其计算结果是错误的。因为100N是箱子的重力，方向是竖直向下的，而箱子并没有在竖直向下的方向上通过距离，重力没有做功，而人对箱子的推力(50N)地箱子做了功，其大小为W=FS=50N×10m=500J。
(3)W=FS中的F，是使物体沿着F方向移动S距离过程中始终作用在物体上的，其大小和方向是不变的。
三、功的单位
在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)。1J=1N×m。
注意：在学习杠杆平衡条件时，力与力臂乘积的单位也是牛顿×米。但这个单位绝不能写成焦耳。功和力与力臂乘积是两个完全不同的物理量。具有完全不同的物理意义。区别是：功的单位是由力的单位乘以在力的方向上通过的距离的单位得来的。杠杆平衡条件中力与力臂乘积是力的单位乘垂直于力的方向上距离得来的。
五、航程回顾
(一)知识梳理
1、功的意义
2、决定做功的两个必要因素
3、功的计算公式
4、功的单位
（二）方法规律
本节学习的是功的两个必要因素的理解以及计算，研究功的相关问题，可遵循以下原则。
（1）物体是否受到力的作用，没有力则无法谈论功
（2）物体是否发生距离的改变，没有距离也不会存在功。
（3）物体受力的方向与移动距离的方向是否垂直，如果垂直力不会做功。
另外在确定功的大小时，必须同时考虑力和距离的情况，具体情况具体分析，不要随便把一个力与另一个毫不相干的距离相乘得到功。S为物体在力的方向上通过的距离，而F则为物体在通过距离的方向所受到的力。
（三）思维误区
本节常见的易错、易漏、易混点有：
1、根据功的两个因素，确定功是否存在，这是非常关键的又是极容易出错的地方。
2、能够从众多的条件中筛选真正有用的条件，完成功的大小的确定。
（四）课标中考链接
关于功这部分知识，题目常以单选、填空、计算先进题型出现，主要考查对功的两个必要因素的理解。由于功是物理中最基本的概念之一，又加之可以与其他部分相互整合。所以计算的考查，在命题中占的比例有越来越多的趋势。
六、航程检测
1、一个中学生从教室一楼登上二楼，他做的功约为＿＿＿＿＿＿＿J。
2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，则人对铅球做的功为：
A　350J　　　B　210J　　　C　0　　　D　无法计算
3、某同学背着重40N的书包沿水平方向走了200m，登上大约10m高的四楼才回家，则他在回家过程中对书包所做的功为：
A　0J　　　B　400J　　　C　200J　　　D　2400J
4、一列火车以20m/S的速度在平直的轨道上均速行驶，整列火车受的阻力是9×103N。求这列火车行驶1mm火车做了多少功。
5、一支步枪的枪膛长80mm，火药燃烧时产生的高压气体对子弹的平均推力是2×103N，子弹离开枪口能在空中飞行400m才落地，则高压气体对子弹做的功是：
A　1.6×103J　　　B8×104J　　　C　8.16×104J　　　D　1.6×105J