内容正文:
11.1 功(导学案)
【学习目标】
1. 知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素,并能判断出力是否对物体做功。能列举出生活中关于做功的实例。
2. 明确计算功的大小的表达式,以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。
3. 能应用公式W=Fs进行简单的计算。
【学习重点】明确力学中功的含义。
【学习难点】判断力是否对物体做功。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 物理学中规定:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段 ,就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的 ; 二是物体在 移动的距离。
3. 力不做功的三种情况:
①“劳而无功”:物体受力但没移动 ;
②“不劳无功”:有距离,但是和距离同一方向上没有 的作用,凭惯性保持继续运动,所以没有力做功;
③“垂直无功”:物体受力和移动的方向 。
4. 功的大小:
①规定:功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。公式:W = 。
②功的单位: (J)。把一个鸡蛋举高 m ,做的功大约是1J。
【合作探究】
探究一、力学中的功
1. 功的概念
(1)问题探究
探究一:观察图甲、乙所示的两种情况,找找他们活动中的共同点。
【分析】图甲是小车在推力的作用下向前移动了一段距离,图乙中的物体在绳子拉力的作用下升高了一段距离。活动中的共同点是,都对其他物体施加了 的作用,并且物体在力的方向上都移动了一段 ,力的作用都有了成效。
甲 乙
探究二:起重机提高货物的过程中,货物受到哪些力的作用?哪个力对物体的向上移动有贡献?
货物受到的力有重力G和钢丝绳竖直向上的拉力F。 对物体的向上移动有贡献。
探究三:用力F拉水平面上的小车前进,小车受到几个力的作用?哪个力对小车的运动有贡献?
【分析】小车受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F和摩擦力f; 对小车的运动有贡献。
(2)功的概念
如果一个力作用在物体上,物体在这个 移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素
(1)现象分析
①如上图甲、乙所示是力对物体做功的两个实例。这些做功的实例有什么共同点?
【分析】这些做功实例的共同点是:物体受到了力,在力的方向上移动了距离。
②如图丙、丁所示是力对物体没有做功的两个实例。力对物体为什么没有做功?
丙 人搬而未起 丁 提着滑板在水平路面上前行
【分析】这些力不做功的原因:物体受到了力,但是在力的方向上没有移动 。
(2)归纳结论
力学中的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的 ;二是物体在这个力的方向上移动了 。
3. 力对物体不做功的三种情况
(1)有力无距离(劳而无功)
有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过 ,力对物体没有做功(力的作用没有成效)。
(2)有距离无力(不劳无功)
物体因为 通过一段距离,在运动方向上没有力对物体做功(离开力说功是无意义的)。
(3)力与运动距离的方向垂直(垂直无功)
物体受到了力的作用,也通过了距离,但通过的距离与力的方向 ,物体在力的方向上没有通过距离,这个力对物体没有做功(力的作用没有成效)。
提着滑板在水平路面前进 托着食品盘送菜
【总结】力对物体没有做功的三种情况:
不做功的情况
分析
事例
①有力无距离
有力作用在物体上,但物体没有通过距离,也叫“劳而无功”.
人用力但没有搬起石头,对石头没有做功.
②有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用,由于惯性通过一段距离,没有力做功,也称“不劳无功”.
足球离开脚后在水平面上继续滚动一段距离,人对足球没有做功.
③力与距离的方向垂直
物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与受力的方向垂直.
足球在地面上滚动,重力与支持力对足球没有做功.
【例题1】下列关于功的各种说法中,正确的是( )
A. 只要有力作用在物体上,就一定做了功
B. 只要物体移动了距离,就一定做了功
C. 只要有力作用在物体上,物体又移动了距离,就一定做了功
D. 只要有力作用在物体上,物体又在该力的方向上移动了距离,就一定做了功
【例题2】如图所示的四种情形中,对力是否做功判断正确的是( )
A.甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走,人对滑板做了功
B.乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车做了功
C.丙图中人用力搬石头但石头