(共46张PPT)
初二年级
物理
功
19世纪的英国被称为“日不落帝国”，确立了其世界的霸主地位，你知道其主要原因是什么吗？
世界史回顾：
最早完成了工业革命
什么机器的广泛使用标志着工业革命的开始呢？
蒸汽机
航空航天领域
5G通信领域
......
蒸汽机抽水
蒸汽机提煤
蒸汽火车
冷水
高温水蒸气
煤矿工厂需要一台蒸汽机来提高工厂的产能，现在有甲乙两种品牌的蒸汽机，如何选择一台效益好的蒸汽机呢？
（提示：燃烧相同的燃料，干活越多的蒸汽机效益越好）
蒸汽机提煤
效益的比较
干活多少的比较
控制燃料相同
转换
干活多少的比较
转换
提煤重力的比较
同意上述的比较方法吗？
煤
煤
h=20m
h=10m
蒸汽机干活的多
少与提升的高度有关
提煤的重力越大
提升的高度越高
蒸汽机干的活越多
思考：如何比较蒸汽机干活的多少？
比较干活的多少
控制高度，比较提煤的重力
控制煤重，比较提升的高度
控制变量法
煤
煤
甲
乙
方案一：
控制高度，比较提煤的重力
方案二：
控制煤重，比较提升的高度
当控制燃料相同时，很难保证提升煤的重力也相同。
煤
煤
甲
乙
思考：控制燃料相同时，比较干活的多少？
h甲＞h乙
G甲＞G乙
在燃烧相同的燃料时，甲蒸汽机把重200N的煤提升了30m，乙蒸汽机把重350N的煤提升了20m，谁干的活多呢？
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
甲
200
30
乙
350
20
h甲＞h乙
G甲＞G乙
标准的建立
一份工作量：将重1N的煤，提升1m
S=1m
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
工作量
（份）
1
1
1
S=1m
S=1m
S=1m
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
工作量
（份）
1
1
1
1
2
1
3
2
3
S=1m
S=1m
S=1m
情境1：
情境2：
S=1m
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
工作量
（份）
1
1
1
2
1
3
1
2
3
S=1m
S=1m
S=1m
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
工作量
（份）
2
3
3
2
6
6
情境3：
（煤的重力×提升的高度）来量度蒸汽机的工作量
比值定义法
用两个物理量的比值
来定义新的物理量
乘积定义法
用两个物理量的乘积
来定义新的物理量
（煤的重力×提升的高度）来量度蒸汽机的工作量
煤的重力
（N）
提升的高度（m）
工作量
（份）
甲
200
30
乙
350
20
6000
7000
在燃烧相同的燃料时，乙蒸汽机干的活比甲蒸汽机多，乙蒸汽机的效益更好。
工程师比较蒸汽机效益的方法：在燃烧相同燃料时，用提升物体的重力×提升的高度来进行比较。
工作量（work）=
提升物体的重力×提升的高度
工作量（work）=
机车受到的阻力×前进的距离
蒸汽机车：工作的目的并不是使物体上升，而是使物体向前移动
蒸汽机提煤：工作量
=
提升物体的重力×提升的高度
蒸汽机车：工作量
=
机车受到的阻力×前进的距离
工作量的表述存在分歧，不能普遍适用于所有蒸汽机
思考：能不能用一个表达式来表述所有蒸汽机的工作量呢？
s1
s2
F
G
F
f
匀速直线运动
用蒸汽机对物体施加的力来代替重力或阻力
用沿着动力的方向移动的距离代替上升或前进的距离
工作量
=
蒸汽机对物体施加的力×沿着动力的方向移动的距离
（适用于所有蒸汽机）
蒸汽机提煤：工作量
=
提升物体的重力×提升的高度
蒸汽机车：工作量
=
机车受到的阻力×前进的距离
作用在物体上力与物体在这个力的方向上移动的距离的乘积，称之为“功（work）”。
科里奥利
工作量
=
蒸汽机对物体施加的力×沿着动力的方向移动的距离（我们的定义）
“功”
力作用的成效：
体现在物体沿力的方向移动了距离。
功=力×物体在这个力的方向上移动的距离
有成效的意义
功
的概念：
如果一个力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
（work）
（w）
功的表达式：W
=
Fs
单位：N·m
1J
=
1N·m
功=力×物体在这个力的方向上移动的距离
（N）
（m）
焦耳（J）
用手把两个鸡蛋匀速托起一米，托力对鸡蛋做的功约为1焦耳。
1J有多大？
介绍焦耳
焦耳（1818年12月24日－1889年10月11日）英国物理学家。他在热学、热力学和电方面有着巨大贡献,皇家学会为了纪念他，把功的单位命名为“焦耳”。
判断做功的情况
F
s
推力对小车做了功
推力是否对小车做了功？
F
s
拉力对物体做了功
拉力是否对物体做了功？
F
石头没有在举力
的方向上移动距离
举力对石头没有做功
举力是否对石头做了功？
做功的两个必要因素
1、作用在物体上的力
2、物体在这个力的方向上移动的距离
举力对货物做功的情况？
F
s
叉车举起
货物的过程
｛
作用在物体上的力
物体在这个力的
方向上移动的距离
举力对货物做了功
F
叉车水平移
动货物的过程
｛
作用在物体上的力
物体在举力的方
向上没有移动距离
s
举力对货物没有做功
推力对冰壶做功的情况？
掷冰壶
资料
F
冰壶离手前
冰壶随手一
起向前运动
｛
作用在物体上的力
物体在这个力的
方向上移动的距离
推力对冰壶做了功
冰壶离手后
冰壶离手
后向前运动
｛
冰壶不再受到推力
的作用
冰壶移动了一段距离
s
推力对冰壶没有做功
1千焦
=
1000J
1998千焦
×0.5=
999000J
约100万焦耳
50g的干脆面
吃一袋干脆面提供的能量是100万焦耳
扩展材料
将一个重200N的哑铃，匀速举起0.5米，求举力做的功有多少焦耳？
重力G=200N
举力F=200N
上升的距离s=0.5m
W
=
Fs=200N×0.5m=100J
s=0.5m
50g的干脆面
100万焦耳
s=0.5m
1万倍
一袋干脆面释放的能量竟然相当于把重200N的哑铃匀速举起5千米举力所做的功。
100焦耳
经历功的建构过程
功的概念
功的计算
做功的两个必要因素
课堂小结《功》学案
【学习目标】
1、结合物理学史，学生通过概念的建立过程，能初步认识“功”概念的意义，并理解公式W=Fs。
2、能在具体情景中，判断力是否对物体做功。
3、会利用公式进行简单的计算。
【课前预习任务】
1、查找和阅读蒸汽机的发展史。
2、查找和自学蒸汽机的基本原理。
【课上学习任务】
一、比较蒸汽机的效益
阅读材料：煤矿工厂需要一台蒸汽机来提高工厂的产能，现在有甲乙两种品牌的蒸汽机，如何选择一台效益好的蒸汽机呢？
（提示：燃烧相同的燃料，干活越多的蒸汽机效益越好）
问题：请写出比较蒸汽机效益的方法。
标准的建立
规定一份工作量：将重1N的煤，提升1m。
【情境一】
煤的重力（N）
提升的高度(m)
工作量(份)
1
1
1
1
2
1
3
【情境二】
煤的重力（N）
提升的高度(m)
工作量(份)
1
1
1
2
1
3
1
【情境三】
煤的重力（N）
提升的高度(m)
工作量(份)
2
3
3
2
总结：蒸汽机提煤的工作量的表达式等于
。
功概念的建立
【思考】能不能用一个表达式来表述所有所有蒸汽机的工作量呢？
功的概念：
。
功的表达式：
。
功的单位：
。
做功的两个必要因素
【情境一】推力是否对小车做了功？
【情境二】拉力是否对物体做了功？
【情境三】举力是否对石头做了功？
【总结】做功的两个必要因素：1
；2
；
【学生活动】
判断下列情景中力是否做功：
（1）叉车的举力对货物做功了吗？
叉车举起货物的过程
叉车水平移动货物的过程
（2）手的推力对冰壶做功了吗？
冰壶随手一起向前运动
冰壶离手后向前运动
五、功的简单计算
（一）将一个重200N的哑铃，匀速举起0.5米，求举力做的功有多少焦耳？
【课后作业】
[
]1、在图中所示的四种情境中，力对物体做功的是
质量为50kg的雪橇上装载350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前进，将原木运到了3000m外的场地。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。
【课后作业参考答案】
C
解析：A选项杠铃在举力的方向没有移动距离，举力对杠铃不做功。B选项石头在推力的方向没有移动距离，推力对石头不做功。C选项货物受到叉车竖直向上的举力，货物沿举力的方向竖直向上移动了一段距离，举力对货物做了功。D选项钢丝对货物的拉力竖直向上，货物沿水平方向移动一段距离，但在拉力的方向上并没有移动距离，钢丝的拉力对货物不做功。
雪橇匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力，马对雪橇的水平拉力F与雪橇受到的摩擦力F摩是一对平衡力，大小相等。即
F=F摩=800N
雪橇沿水平拉力的方向移动的距离
s=3000m
所以：马的水平拉力做的功
W=Fs=800N×3000m=2400000J
运动员举着杠铃
原地不动
龙门吊提着货物
水平移动
人推石头没有推动
C
叉车将货物从地面
提高一段距离
A
B
D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：
物理（八下）出版社：人民教育出版社
出版日期：
2020
年
1
月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
（一）知识与技能
1.
结合物理学史，学生通过概念的建立过程，能初步认识“功”概念的意义，并理解公式W=Fs。
2.
能在具体情景中，判断力是否对物体做功。
3.
会利用公式进行简单的计算。
（二）过程与方法
1.
从物理历史背景出发，通过思考、讨论、分析，逐步建立起“功”的概念，感悟物理研究方法在建立物理概念中的作用。
2.
在呈现大量物理现象的基础上，通过具体分析过程，来提升学生从物理现象中归纳简单物理规律的能力。
（三）情感态度与价值观
通过对物理学史的介绍，学生经历了物理概念建立的过程，学习了前人勇于探索物理规律的科学精神。
二、教学重难点
教学重点：从历史背景出发，建立功的概念；判断力对物体是否做功的情况。
教学难点：进阶功的表达式。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入新课
?
回顾世界史
【提问1】：19世纪的英国被称为“日不落帝国”，确立了其世界的霸主地位，你知道其主要原因是什么吗？
【提问2】：什么机器的广泛使用标志着工业革命的开始呢？
介绍蒸汽机发展和蒸汽机原理。
通过历史的回顾，介绍蒸汽机对于国家发展的重要作用，激发了学生的兴趣，渗透了功能转化的内才联系。
新课教学
?
通过真实情景，比较蒸汽机的效益
【问题1】：煤矿工厂需要一台蒸汽机来提高工厂的产能，现在有甲乙两种品牌的蒸汽机，如何选择一台效益好的蒸汽机呢？
（提示：燃烧相同的燃料，干活越多的蒸汽机效益越好）
【学生活动】：通过操作定义：把效益的比较转换成干活的多少的比较。
通过操作定义的过程，提升学生的科学思维和探究素养。
比较蒸汽机工作量
【学生活动1】：利用控制变量法比较干活多少
【学生活动2】：通过具体分析，判断方案的合理性
方案1：控制高度，比较煤重
方案2：控制煤重，比较高度
【学生活动3】：利用反变来比较干活的多少，但由于数据的限制，没有成功。
通过对比较蒸汽机的干活的多少，更为自然的引入了工作量的两个影响因素，并在操作定义的过程中，高度还原了功的历史引入过程，提升了学生的科学思维素养。并为后续得出功的表达式做好铺垫。
建立标准，定义工作量的表达式
【建立标准】：一份工作量：将重1N的煤，提升1m
【学生活动1】：把重1N的煤提升2m和3m的工作量分别是多少？
【学生活动2】：把重2N和3N的煤提升1m的工作量分别是多少？
【学生活动3】：把重2N的煤提升3米和把3N的煤提升2米的工作量分别是多少？
【学生活动4】：定义蒸汽机提煤的工作量：煤的重力×提升的高度
【学生活动5】定义蒸汽火车的工作量：机车受到的阻力×前进的距离
【学生活动6】修正工作量的表达式：蒸汽机对物体施加的力×沿着动力的方向移动的距离
基于物理学史，以“一份工作量”为起点，层层深入，通过同学的自主分析建立“工作量”的表达式。
利用做功的两个必要因素来判断做功情况
【教师活动】：总结功的概念、功的表达式、功的单位
【学生活动1】：利用功的概念，判断做功的情况。
【学生活动2】：根据案例，总结做功的两个必要因素。
【学生活动3】：根据两个必要因素，判断做功的情况。
利用做功的两个必要因素来判断做功情况，夯实知识应用水平。
扩展材料
【建立功能关系】：通过营养成分表里的能量单位与功单位相同的事实，初步建立功能关系。
学生体会本节课在生活中的意义，体现从物理走向社会。
