内容正文:
第十一章 功和机械能
功
第1节
课堂小结
观察与思考
活动:请一名同学关上窗户,另一名同学推墙,他们谁推动了呢?
新课导入
可以推窗户,和推墙做对比。情景设置:老师觉得今天风太大了,请一名同学帮我关上。干得非常好,谢谢这位同学,来这是给你的报酬(写有大功一件的牌子)。老师现在觉得我们这间教室太窄了,请一名同学帮我把墙推过去一点。推不动是吧,没关系,来这是给你的(写有无功不受禄),从刚才的两名同学的过程看,某成功了……,这里面涉及到一个词,“功”。
一、力学中的功
F
F支
G
F阻
F 对窗户做了功
F
F支
G
F阻
思考:用力推在水平面上的窗户,窗户前进,则窗户受到几个力的作用?
新课讲授
衔接:那么什么叫做功呢?让我们一起来分析刚才某某同学的工作过程。是在哪个力的作用下,窗户移动了呢?那么我们就说F对窗户做了功。
F
s
F 对货物做了功
新课讲授
物理学中的功主要是吸收了“贡献”的意思。如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,就说这个力对物体做了功。
一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力对物体做了功。
思考与讨论:你能举出生活中做功的例子吗?
新课讲授
衔接:让学生结合生活,身边的物品说出或者演示出做功。
让学生动手在书上画出两幅图中人给物体施加力的示意图,和物体运动的距离。
做功的两个必要因素:
1.物体受到了力的作用;(F )
2.物体在力的方向上移动了一段距离。(S )
思考:想一想,这些做功的实例有什么共同特点?
新课讲授
衔接:那么这些做功的实例有什么共同的特点呢?
那么我们就得到了一个判断力是否做功的一个标准。我们可以利用这个标准准确方便地判断出物体是否做功。
思考:力是否做功了?
F≠0,s=0
(劳而无功)
F≠0,s≠0,F⊥s
(垂直无功)
F=0,s≠0
(不劳无功)
新课讲授
思考:力是否做功了?
新课讲授
衔接:接下来我们看一个场景,这是我们工地上常见的塔吊。塔吊经常要把货物从地面上吊起来,然后再水平移动,把货物运到相应的位置。有没有同学能够分析下这两个过程。
s
G
FN
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
h
思考:这个过程中,是否有力做功了?
新课讲授
衔接:好,现在我们将难度升级一下。(最好动手演示一下,小车从斜面滑下),这里是否有力对小车做了功呢?首先大家在草稿纸上画出小车受到的力的示意图,在这个过程中我们忽略摩擦力阻力的影响。
请画好的同学上台分析哪个力做功了,哪个力没做功。这里抛出疑问:重力是否做功了呢?让同学们相互讨论。之后请人回答。
老师带领进行分析。提问:小车在重力的方向上有没有移动呢?小车的运动我们可以看做这样。
(中考·常德)如图所示四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A
B
C
D
A
新课讲授
这里还可以举一下背书包的例子。
二、功的计算
活动:把五本书匀速搬到二楼和三楼,把十五本书匀速搬到三楼,这三次搬书做的功一样多吗?
1F
2F
3F
新课讲授
衔接:好,接下来现在老师需要同学们来帮我一个忙,有报酬的哦。(摆放椅子,模拟楼层),请一名同学把五本书从一楼搬到二楼,付给他写有1元的卡纸(也可以与班上的积分进行联系)。
请一名同学把五本书从一楼搬到三楼,询问:我还付给他1元行不行?为什么?
再请一名同学把十本书从一楼搬到三楼,询问:我此刻付给他多少比较合适呢?(让学生回答出应该比第二名同学付得更多就行)
提出问题:刚才几名同学在搬书的时候都做了功,但是老师为什么付给他们的报酬不一样呢?(它们做功的多少不一样)那与什么因素有关呢?F与S。
功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
W=Fs
牛(N)
米(m)
焦耳(J)
即:1 J=1 N · m
1J的物理意义:
1 N的力使物体在力的方向上,通过1m的距离时所做的功为1 J。
新课讲授
思考:假设一层楼高3米,5本书重20N,请大家计算三名同学各做了多少功?
解:
一层楼高3m,则两层楼高6m
5本书重5N,则15本书重60N
W1= F1s1 =G1h1=20 N×3m=60 J
W2= F2s2 =G2h2=20 N×6m=120 J
W3= F3s3=G3h3=60 N×6m=360 J
新课讲授
衔接1:匀速时,拉力等于重力。我们来计算一下刚才三名同学各做了多少功?(也可以按照下面的活动进行)衔接2:老师刚才给了第一名同学1元,那么应该给第二名和第三名同学多少报酬呢?请大家利用刚才学习的公式来帮助这两位同学应该得到的报酬。
展示结果,发放报酬(付给第二名同学2元,第三名同学6元)。
1J大约有多大呢?
两个鸡蛋重约1N。
W=Fs=1N×1m=1J
h
F=G s=h
F做功为W=Fs=Gh
克服重力