《功》同步练习
1.下列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( )
2.一个足球运动员用100 N的力踢一个重为5 N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚了40 m，在球滚动过程中，运动员对足球做的功为( )
A.500 J B.200 J C.700 J D.0 J
3.一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近( )
A.30 000 J B.3 000 J C.300 J D.30 J
4.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲＜F乙
C.F甲=F乙 D.条件不足，无法判断
5.如图甲是小球从某高度由静止下落h过程的路程与时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
6.如图所示，用动滑轮将重为900 N的物体匀速提升2 m，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力F=___________N，这一过程中拉力F做功______________J。
7.一个重200 N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25 m，拉力撤消后，物体由于惯性又前进了10 m。若拉力做的功为500 J，则拉力的大小为________N。
8.如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，使它们都在竖直方向上慢慢向上移动h(h＜ab＜bc)，则在上述过程中F1_________F2(选填“大于”“小于”或“等于”)；F1所做的功__________F2所做的功(选填“大于”“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功_____
_________第二次克服重力所做的功(选镇“大于”“小于”或“等于”)。
9.从图中可以观察到，利用动滑轮把重为G的物体提升了h高度，手拉绳端的力是F，向上提升的距离是s，现在请你回答下列问题:
(1)设想不用动滑轮直接用手把物体提起h高度，这时人手对物体做的功W1=
______________(写表达式)。
(2)若用动滑轮，且不计摩擦及动滑轮重，这时绳端的拉力F=________G，绳端向上移动的距离s=_______h，人手拉绳做的功W2=____________=___________。
(3)若用动滑轮，且动滑轮重为G动，而摩擦不计，这时绳端的拉力F=___________ ，手拉绳做的功W3=__________=___________。
(4)由此实验可以得出
①W2与W1的关系是_____________；
②W3与W1的关系是_____________；
③这样比较说明_____________________________________________________。
10.一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5 W。
(1)该成年人一昼夜(24 h)心脏对血液做了多少功？
(2)这些功可以把多少质量的水送到10 m高处？(取g=10 N/kg)
答案和解析
1.【答案】 B
【解析】A、C、D选项中包受到了力，而且包也在力的方向上移动了距离，故都做了功；B选项中包受到了力，而且也移动了距离，但是力的方向和距离的方向垂直，属于“垂直无功”。
2.【答案】 D
【解析】球离脚后，在水平草地上向前滚动的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功，故D正确。
3.【答案】 B
【解析】本题考查常见物理量的估测及功的计算。一般同学的质量为50 kg，一层楼的高度大约为3 m。则该同学上楼做的功W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×6 m=3 000 J。
4.【答案】 A
【解析】由W=Fs可知，在力的方向上通过的距离s一定时，力做的功W与力的大小F成正比，由图像可知在这两个力的方向上通过相同距离时，W甲>W乙，所以F甲>F乙，故选A。
5.【答案】 C
【解析】观察甲图可知小球在下落过程中速度越来越大，在相同时间内通过的路程越来越长，根据功的计算公式W=Gh可知，重力对该球做的功在相同时间内越来越大。故应选C。
6.【答案】300 1 800
【解析】由题图可知，滑轮组承担物重的股数n=3，所以F= =300 N，s=3h=3×2 m=6 m；拉力F所做的功W=Fs=300 N×6 m=1 800 J。
7.【答案】20
【解析】本题关键是理解做功的必要因素，本题只是计算拉力F的大小，因此与重力及由于惯性前进的距离无关，排除一些干扰数据后，由公式W=Fs可知，F= =20 N。
8.【答案】等于 等于 等于
【解析】此题为考查杠杆动态变化和做功的综合题，考查了学生对杠杆动态变化过程中的力臂与力大小的理解及在不同情况下做功大小的比较。F1和F2向上拉长方体砖时，动力臂的长度均为阻力臂长度的2倍，则动力的大小也均为阻力大小的一半，即长方体砖重力大小的一半。F1和F2在竖直方向上均移动h，由W=Fs得，F1和F2所做的功大小相等。在两次移动过程中，重心移动的高度也相等，重力大小不变。则两次克服重力所做的功也相等。
9.【答案】(1)Gh (2) 2 ·2h Gh
(3) (G+G动)·h
(4)①W2=W1 ②W3＞W1
③使用动滑轮时可以省力，但不能省功，甚至还费功
【解析】题中使用动滑轮时根据动滑轮的特点，省了一半力，却费了1倍的距离，根据功的计算公式，可知不省功，若考虑摩擦及机械自重，还要费功，如果换用其他机械，如滑轮组、斜面等，会得出同样的结果，这就是功的原理。
10.【答案】(1)1.296×105 J (2)1 296 kg
【解析】(1)t=24 h=24×3 600 s=8.64×104 s
由公式:W=Pt=1.5 W×8.64×104=1.296×105 J
(2)水的质量:由公式W=Gh=mgh
可得m==1 296 kg
选择题
填空题
实验题
计算题
《功》
学生已经掌握了力学中的受力分析、平衡力的知识以及简单机械的知识。
【知识与能力目标】
(1) 探究什么是物理学中的功,知道物体做功的两个必要条件,知道功在国际单位制中的单位。
(2)能根据物体做功的两个必要条件判断力对物体是否做功,会用公式计算功的大小。
【过程与方法目标】
(1)通过情境的创设,让学生发现问题和提出问题。
(2)通过实验探究,提 高学生根据物理实验事实分析问题,解决问题的能力。
(3)通过实验,培养学生交流合作的意识。
【情感态度价值观目标】
(1)培养学生科学探究能力、概括总结的能力。
(2)体会到简单机械给人们带来方便和快捷,能从功的角度理解使用简单机械“省力”和“省距 离”之间的辨证关系。
【教学重点】
功的概念和物体做功的两个必要条件;运用公式进行简单的功的计算。
【教学难点】
正确判断力是否对物体做功
多媒体课件：
实验器材：斜面、小车、线、砝码。
(一)课题引入
引导学生回顾已经学过的简单机械:省力杠杆虽然省力但是费距离;用笤帚扫地,手臂只需移动较小的距离就可使笤帚在地上扫过一大片,虽费力但省距离;利用动滑轮提升重物,可以省力,但要费距离。这说明了省力的机械要费距离,省距离的机械要费力。
问:有没有一种机械既省力又省距离呢?这节课我们将以斜面为例来深入探究这个问题。
(二)探究斜面
(利用ppt课件出示利用斜面的生活图片和相关的问题。)
在生活中,常常看见工人师傅常用斜面这种机械将货物搬上卡车,将自行车推上桥面,那么,利用斜面这种机械提升重物和直接用手提升重物有什么区别,下面我们将通过实验来探究。
教师演示组装好斜面,并在斜面上试着拉动小车(带砝码)。
问:1:结合实验目的,我们实验研究的对象是什么?
2:在这个实验中需要测量哪些物理量,可以解决我们需要探究的问题?
3:拉动小车时要注意什么问题?
4:请同学们自己设计记录实验数据的表格:
(利用ppt课件出示实验表格)
教师演示,记录数据。
问:请同学们分析表格中数据,你能得出什么结论?
5:指导学生分组实验并对实验数据进行分析、评价。
通过对表格中数据的分析,我们发现:用手直接把重为G的物体匀速提升高度h,所用拉力大小等于G,手移动的距离等于h。如果利用斜面完成同样的任务,所用拉力F﹤G,重物通过的距离s﹥h,但是计算可以发现Fs与Gh近似相等。实际数据应该是Fs略大于Gh。
6:指导学生对数据进行详细的分析。由于在实验过程中,摩擦力是不可避免的,如果不存在摩擦等因素, Fs则等于Gh。也就是说,在刚才工人师傅用斜面这种机械将货物搬上卡车的过程中,虽然省了力,但是费了距离,而力和距离的乘积没有改变。
大量实验表明,使用其他机械也可得到与使用斜面时相似的结论,即没有既省力又省距离的简单机械。
7:Fs和Gh的意义
Fs是利用斜面提升物体时,沿斜面作用在物体上的力与物体沿力的方向通过的距离的乘积。
Gh 是直接提升物体时,作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
(三)功的概念
从前面实验可以看出力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量,物理学中称这一乘积为机械功,简称功。
1:板书:课题 功
2:分析做功的两个必要条件:
小孩的拉力F拉小狗移动了一段距离S
叉车的举力F将货物移动了一段距离S
锤子对钉子的锤力F使钉子移动了一段距离S
归纳:做功必须满足两个必要条件:
一是物体要受力的作用,
二是物体要在力的方向上通过一定距离。
判断是否对物体做功,这两个必要条件缺一不可。
3:用做功的两个必要条件来判断做功的实例:
(1)运动员用力将杠铃向上举起的过程,举力是否做功?
(2)汽车的牵引力使汽车水平前进,牵引力是否对汽车作功?
4:例举下列三种情况,判断对物体有没有做功:
①物体受力的作用,但在力的方向上没有通过一定距离;(占旭刚将杠铃举在头顶7秒)
②物体由于惯性通过了一段距离,但在运动方向上没有受到力的作用;(1、物体在光滑平面上做匀速直线滑行;2、运动员踢足球,球离开脚后,飞出10米远的过程)
③物体受到的力的方向与物体运动的方向始终垂直。(人抬着物体在水平面上行走)
5:练习:请你判断下列情景中人做功了吗?
(1)人搬起箱子
(2)背着书包行走
(3)推陷在雪地里的汽车,没有推动
(4)踢出去的足球
(5)小明沿楼梯,将重物从一楼提到二楼
(四)功的计算
1:功的定义和计算公式
用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离.功的计算公式为W=Fs。
我们已经知道,在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,那么功的单位就应该是牛·米。为了纪念英国物理学家焦耳对科学的巨大贡献,牛·米有一个专门的名称——焦耳,符号:J,1J=1N·m。
板书:(2)功的单位:焦耳
符号:J,1J=1N·m。
那么,1J的功到底有多大呢?从地上拿起一只约50g的鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,大约提升了2 m,做的功大约为1J。
2:功的计算
例题 陈杰同学将质量为10kg的水桶从离井口3m深处提到井口。在这一过程中,陈杰对水桶做了多少功?
引导学生分析研究对象、受力、运动过程和力的方向上运动的路程,根据二力平衡知识得到拉力等于总重力,拉力方向上移动的距离是3米,最好带入功的公式求解。
(五)再探斜面
再次分析探究斜面记录数据,引导学生得出利用斜面省力,但必定费距离。
实验表明:使用斜面不能省功。
(六)小结并布置作业。
略。
学情分析
教学目标
教学重难点
课前准备
教学过程
教学反思
