《功》学案
【学习目标】
1.知道功的概念。
2.知道功的计算公式。
3.通过对生活、生产中做功实例的分析，提高分析概括能力，学习从物理现象中归纳简单物理规律的方法。
4.通过应用做功必要因素分析实际情境，进一步提高分析问题、解决问题能力。
5.通过观察生产和生活中的做功实例，认识物理知识与生产和生活的紧密联系，养成乐于探索自然现象和物理规律的习惯。
【课上学习任务】
一个力作用在物体上，如果物体在力的作用下沿力的方向移动了距离，物理学上就说
。
做功的两个必要因素：
一是
；
二是
。
功的公式：
。
单位：
。
思考：
（1）在水平桌面上，一个重300N的物体，在100N的水平推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，当撤去推力后，物体又前进了2m，求推力所做的功。
（2）人下楼梯时，感觉轻松，是因为重力对人做了功，此时重力对人做的功如何计算呢？
【课后作业】
1.如图所示，一位同学提着书包站在原地不动，她对书包做功了吗？
若她提着书包一起在水平路面上匀速向前运动，她对书包做功了吗？
2.用F=20
N的水平推力推着重为40
N的物体沿水平方向做直线运动了2
m，则推力F对物体做了_______J的功，物体重力做功_______J。
3．在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，以下说法正确的是（
）
A．在水平桌面上滚动的球受到了重力，重力对它做了功
B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
C．桌面对球的支持力做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功
4．一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为（
）
A．0.1
J
B．1
J
C．10
J
D．100
J
【课后作业参考答案】
同学提着书包站在原地不动时，她对书包没有做功，书包静止时，书包受平衡力作用，人对书包的力和书包受到的竖直向下的重力是一对平衡力，人对书包有竖直向上的力的作用，但是书包沿力的方向上没有移动距离。若该同学提着书包在水平路面匀速向前运动时，书包受平衡力作用，人对书包的力和书包受到的竖直向下的重力是一对平衡力，所以人对书包的力是竖直向上的，而书包随人在水平路面做匀速直线运动，书包移动的
距离是水平方向的，所以在力的方向上没有移动距离，人对书包的力没有做功。
40
0
。解析
要用公式W=Fs，力F必须与距离s是在同一直线上.推力F与物体的运动方向一样，可直接用公式W=Fs得到做功为40
J，物体重力方向无移动距离，故重力做功为0
J。
3.B，解析：做功必不可少的两个要素是力和物体沿力的方向上移动的距离。水平桌面上滚动的球所受重力竖直向下，而球移动的距离方向与重力方向垂直，在重力的方向上没有距离，所以选项A错误。手推动球杆前进时，有力作用在球杆上，球杆又沿力的方向移动了一段距离，所以选项B正确。水平桌面上滚动的球所受支持力竖直向上，而球移动的距离方向与支持力方向垂直，在支持力的方向上没有距离，所以选项C错误。白球撞击黑球后由于受到黑球的作用力改变了运动状态，没有静止，不是因为人的手还在对白球做功，选项D错误。
4.B，解析：根据功的公式W=FS,缓慢举鸡蛋过程，中学生给鸡蛋的支持力与鸡蛋重力相等，一个鸡蛋大约50g，所受重力约为0.5N，这名中学生给鸡蛋的力约为0.5N;中学生身高一般约为1.7m，代入功的公式，中学生对鸡蛋所做的功为0.85J，近似为1J，所以选B。教
案
教学基本信息
课题
功
学科
物理
学段：
初中
年级
初二
教材
书名：义务教育教科书《物理》八年级（全一册）
出版社：
北京版
出版日期：2014年
7
月
教学目标及教学重点、难点
一、教学内容分析
功是物理学的重要概念之一。它是学习能量知识的基础，也是理解能量转化和转移的关键，物理学的各部分知识几乎都离不开功的概念。同时，做功是人们从事生产劳动及使用工具和机械工作时的共性，所以，功的概念也具有重要的实际意义。
功是本章知识的一个重点内容。功的概念是前面所学力学知识的进一步深化，又是学习后面功率、机械效率、机械能等知识的基础。
二、学情分析
在学生已有知识的基础上，贯彻了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，引导学生从生活实例中发现问题，通过对学生身边最常见的几个生活实例进行分析、归纳，寻找力作用在物体上产生成效时的共性，逐渐引导学生建立功的概念。初中学生的抽象思维还不成熟，学习过程需要一些感性的认识作为依托，因此在教学中借助实例分析加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。
三、教学目标分析
1．知识与技能
（1）认识功的概念，理解做功的两个必要因素，能判定力是否对物体做功。
（2）理解功的计算公式W＝Fs，并能进行有关计算，知道功的单位。
2．过程与方法
（1）通过对一些实例的分析，建立功的概念，会归纳概括。
（2）通过实例分析，理解功的计算公式，掌握功的计算方法。
3．情感态度与价值观
通过建立功的概念及利用功的知识分析生产、生活中的实例等学习活动，有克服困难的信心，能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。
四、教学重点、难点分析
依据课程标准、教学内容及学情分析，确定了本课的教学重点和难点。
重点：对机械功概念的认识和初步理解。
难点：判断力是否对物体做功。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
创设情境引入新课
【实例】：生产生活中，我们见过很多机械，使用机械往往是为了移动物体。
【总结】：机械对物体施加了力，使物体移动了距离，机械对物体的移动是有效果的，机械对物体的移动有成效。
【实例】：很多情况下，用了力却不能使物体移动距离。
【总结】：人对物体施加了力，但没有使物体移动，说明人对物体的移动没有效果，或者说没有成效。
一、功的定义
一个力作用在物体上，如果物体在力的作用下沿力的方向移动了距离，物理学就说这个力对物体做了功。
从学生生活中的现象和熟悉的知识入手，引入研究的问题。
举例使功的概念的介绍更为生动，易于理解。
判断力是否对物体做功
【问题】：做功了吗？
【总结】：做功的两个必要因素
二、做功的两个必要因素
一是作用在物体上的力
二是物体在力的方向上移动的距离
不做功的情况
【实例】：力作用在物体上，物体没有移动距离。
【总结】：力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离，这个力对物体没有做功。
【实例】：力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离。
【总结】：力作用在物体上，物体移动距离的方向和受到的作用力方向垂直，这个力对物体没有做功。
【实例】：物体移动了距离，但没有受到力的作用，是因为惯性通过了一段距离。
【总结】：物体移动了距离，但没有受到力的作用，是因为惯性通过了一段距离，这时也没有力做功。
判断物体是否做功注意以下三种情况
1.不受力的物体不存在做功问题。
2.不运动的物体不存在做功问题。
3.受力的方向和物体运动方向垂直则不做功，不垂直则做功。
【练一练】
1.用力拉在水平桌面上的小车，小车前进，则小车受到几个力的作用？分析哪个力做了功？
2.如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
通过分析实例让学生体会做功的条件。
通过分析实例体会做功的两个必要因素。
通过分析实例体会不做功的情况。
通过分析实例体会不做功的情况。
通过分析实例体会不做功的情况。
巩固练习进一步体会做功的两个必要因素。
功的计算
【问题】：如果一个力对物体做了功，我们如何比较做功的多少呢？
我们用吊车提升货物的例子来分析。
1.力的大小相同时，做功的多少与物体沿力的方向移动的距离成正比。
2.物体沿力的方向移动的距离相同时，做功的多少与作用在物体上的力的大小成正比。
3.功的大小与物体沿力的方向移动的距离和力的大小的乘积成正比。
三、功的公式：W
=
F
s
四、功的国际制单位：焦耳，简称焦（J）。
【物理学家简介】
焦耳是英国物理学家，英国皇家学会会员。因他在热学、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。
【思考与讨论】
1.在水平桌面上，一个重300N的物体，在100N的水平推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，当撤去推力后，物体又前进了2m，求推力所做的功。
2.人下楼梯时，感觉轻松，是因为重力对人做了功，此时重力对人做的功如何计算呢？
3.人匀速上楼梯时要克服重力做功，上楼梯时克服人的重力所做的功如何计算？
4.重力做功与路径无关
【知识应用】
为什么有些地方的人爱把重物顶在头上
人在走路时消耗的能量主要用在两个方面：一是克服身体的各个活动部分之间的摩擦；另一个则是用于克服重力而做功。
把重物放在头上，由于人的脊柱具有弹性，重物就像压在一根弹簧上，人行走时，重物的起伏较小，用于克服重物的重力所做的功少，人消耗的能量也相应减少，因此，人就感到轻松。
有人做过一项有趣的实验，分别测试人头顶重物走路和手提重物走路时的耗氧量。实验结果是：手提重物比头顶重物时耗氧量多得多。耗氧量越多，说明人体消耗的能量也越多。由此可知，用头顶重物还是有科学道理的!
【拓展提升】
小华根据自己走路时的情景，画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。根据小华所画的示意图，你能帮他测量和计算出他每走一步克服重力所做的功吗？（g
取10N/kg）
分析：小华走路时克服重力所做的功等于小华重力所做的功，即W
=Gh，用体重秤可以测出小华的质量，根据G
=mg
可以计算得出小华的重力，而小华重心升高和降低的距离，可以通过测量得出，可以让小华沿墙边行走，记录小华走路时头顶的位置，再记录小华单脚着地迈步时头顶的位置，测出两次位置的高度，两次高度的差值，等于小华走路时重心升高和降低的距离，再乘以重力就可以得到小华每走一步克服重力所做的功。
解：
克服重力做的功为
W=Gh
=mg
(h1-h2)=60kg×10N/kg×0.05m=30J
答：小华克服重力所做的是30J。
通过具体实例的分析，直观比较做功大小。
对功的大小有进一步的认识。
能够应用功的公式进行计算。巩固和加深对新知识的理解和应用。
课堂小结
【问题】：本节课你学到了哪些知识？
通过对学习内容的梳理，渗透课堂小结的一般思路和方法，引导学生及时对所学内容进行巩固和提升。(共80张PPT)
初二年级
物理
功
使用机械很多情况是为了移动物体。
施工工地有很多机械，使用机械的目的是什么？
推土机推土
起重机把货物提起
叉车托起物体
汽车拉着拖挂式房车前行
机械对物体施加了力，使物体移动了距离，机械对物体的移动是有效果的，机械对物体的移动有成效。
很多情况下，用了力却不能使物体移动距离。
人用了力也搬不动石头
人用力推墙推不动
人用力拉汽车拉不动
人对物体施加了力，但没有使物体移动，说明人对物体的移动没有效果，或者说没有成效。
人和机械都对物体施加了力，有时施加的力对物体的移动有成效，有时施加的力对物体的移动没有成效，物理学用“功”这个概念来描述这种成效。力作用在物体上有了成效，就说力对物体做了功，没有成效，就说力对物体没有做功。
力作用在物体上有了成效
力作用在物体上有了成效
一个力作用在物体上，如果物体在力的作用下沿力的方向移动了距离，物理学就说这个力对物体做了功。
一、功的定义
做功需满足哪些条件
s
F
F
F
s
做功需满足哪些条件
F
s
做功需满足哪些条件
G
s
做功需满足哪些条件
做功需满足哪些条件
做功需满足哪些条件
二、做功的两个必要因素
一是作用在物体上的力
二是物体在力的方向上移动的距离
s
F
s
F
一个力或者一个物体要做功，必须同时满足以上两个条件，二者缺一不可，任何一个条件不满足，都没有做功。
力作用在物体上，如果物体没有移动或者说物体没有在力的方向上移动（不满足沿力的方向移动距离），那么，不管是人施加的力还是机械施加的力，都没有做功。
F
力作用在物体上，物体没有移动距离
力作用在物体上，物体没有移动距离
F
力作用在物体上，物体没有移动距离
力作用在物体上，物体没有移动距离，这个力对物体没有做功。
另一种情况，力作用在物体上，物体移动了距离，但没有沿力的方向移动距离，这个力对物体没有做功。
力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离
s
F
力作用在物体上，物体没有沿力的方向移动距离
F
s
力作用在物体上，物体移动距离的方向和受到的作用力方向垂直，这个力对物体没有做功。
有的时候，物体移动了距离，但没有受到力的作用（不满足力作用在物体上），是因为惯性通过了一段距离，这时也没有力做功。
篮球离开手后，手对球的作用力消失
足球离开脚后，脚对球的作用力消失
综上所述，力对物体做功必须具备两个条件：一是作用在物体上的力（或者说力必须作用在物体上），二是物体在力的作用下沿力的方向移动一段距离。同时满足这两个条件，我们才说这个力对物体做了功。
判断物体是否做功要注意以下三种情况
1.不受力的物体不存在做功问题。
2.不运动的物体不存在做功问题。
3.受力的方向和物体运动方向垂直时，不做功。
s
F
G
s
受力的方向和物体运动方向不垂直则做功。
h
1.不受力的物体不存在做功问题。
2.不运动的物体不存在做功问题。
3.受力的方向和物体运动方向垂直则不做功，不垂直则做功。
判断是否做功要区分以下三种情况：
练一练：
用力拉水平桌面上的小车，小车前进，小车受到几个力的作用？哪个力做了功？
F
F支
F阻
G
s
力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；力和物体运动方向相反，则称为克服该力做功。
如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是
发力
上拉
翻站
上挺
结点
发力
上拉
翻站
上挺
结点
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
发力
上拉
翻站
上挺
结点
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
发力
上拉
翻站
上挺
结点
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
发力
上拉
翻站
上挺
结点
D.举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
如果一个力对物体做了功，我们如何比较做功的多少呢？
我们用吊车提升货物的例子来分析。
s
2s
3s
F
F
F
通过实验对比，可以得到：
力的大小相同时，物体沿力的方向移动的距离是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。
即:力的大小相同时，做功的多少与物体沿力的方向移动的距离成正比。
s
F
2F
s
s
3F
通过实验对比，可以得到：
移动距离相同时，作用在物体上的力是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。
即：物体沿力的方向移动的距离相同时，做功的多少与作用在物体上的力的大小成正比。
3s
s
F
3F
2F
2s
即：功的大小与物体沿力的方向移动的距离和力的大小的乘积成正比。
通过实验对比，可以得到：
作用力和物体沿力的方向移动的距离的乘积是原来的几倍，所做的功就是原来的几倍。
功=力×距离
W
=
F
s
三、功的公式：
W-功
F-力-牛顿（N）
s-距离-米（m）
四、功的单位：
N·m
1
J
＝
1
N·m
焦耳
简称焦
J
牛·米
焦耳是英国物理学家，英国皇家学会会员。因他在热学、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。
焦耳1818年－1889年
“1J”的物理含义：1N的力作用在物体上使物体在力的方向上移动的距离为1m，则该力对物体做的功为1J。
用手托起两个鸡蛋匀速上升1m，托力做功约为1J。
1J有多大？
1m
1J有多大？
思考与讨论
在水平桌面上，一个重300N的物体，在100N的水平推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，当撤去推力后，物体又前进了2m，求推力所做的功。
分析：物体在100N推力作用下，沿着推力的方向前进了20m，用公式W=Fs可以求出推力所做的功，因为物体前进的方向不在重力的方向上，所以重力没有做功，或者说重力做功为零，撤去推力以后F=0，此时推力不再做功。
s
F
F
G
G
解：W=Fs=100N×20m=2000J
答：推力所做的是2000J。
人下楼梯时，感觉轻松，是因为重力对人做了功，此时重力对人做的功如何计算呢？
思考与讨论
1.4m
2m
若人的重力是600N，沿此楼梯从顶端到底端，人的重力对人做了多少功？
G
重力做功
解：W=Gh=600N×1.4m=840J
答：重力对人做的功是840J。
重力做功
人匀速上楼梯时要克服重力做功，上楼梯时克服人的重力所做的功如何计算？
F
G
W=Fh=Gh
克服重力所做功的大小等于重力做功大小。
h
G
h
重力做功与路径无关
重力做功
为什么有些地方的人爱把重物顶在头上
知识应用
人在走路时消耗的能量主要用在两个方面：一是克服身体的各个活动部分之间的摩擦；另一个则是用于克服重力而做功。
把重物放在头上，由于人的脊柱具有弹性，重物就像压在一根弹簧上，人行走时，重物的起伏较小，用于克服重物的重力所做的功少，人消耗的能量也相应减少，因此，人就感到轻松。
有人做过一项有趣的实验，分别测试人头顶重物走路和手提重物走路时的耗氧量。实验结果是：手提重物比头顶重物时耗氧量多得多。耗氧量越多，说明人体消耗的能量也越多。由此可知，用头顶重物还是有科学道理的!
小华根据自己走路时的情景，画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。根据小华所画的示意图，你能帮他测量和计算出他每走一步克服重力所做的功吗？（g
取10N/kg）
拓展提升
分析：小华走路时克服重力所做的功等于小华重力所做的功，即W
=Gh，用体重秤可以测出小华的质量，根据G
=mg
可以计算得出小华的重力，而小华重心升高和降低的距离，可以通过测量得出，可以让小华沿墙边行走，记录小华走路时头顶的位置，再记录小华单脚着地迈步时头顶的位置，测出两次位置的高度，两次高度的差值，等于小华走路时重心升高和降低的距离，再乘以重力就可以得到小华每走一步克服重力所做的功。
测量数据如下表
m/
kg
60
h1/m
1.70
h2/m
1.65
h1
h2
解：
克服重力做的功为
W=Gh
=mg
(h1-h2)
=60kg×10N/kg×0.05m=30J
答：小华克服重力所做的是30J。
课堂小结
功
定义
计算公式
重力做功
单位
两个必要因素
