内容正文:
2024鲁科版八下
10.1功
功和能
奔腾的江河,呼啸的狂风………自然界存在着各种各样的能量。我们的祖先利用流水推动水磨碾谷磨面,利用风驱动帆船远航…借助自然的力量发展生产,改造世界。
19 世纪中期,科学家们建立了功与能的概念,对两者的关系进行了定量分析,人们对使用机械有了更深刻的认识。随着科技发展,机械效率大幅提高,机械做功本领越来越强,能量的高效利用为人类文明进步提供了强大动力。
问题导学
举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做功了吗?
怎样提高机械效率?
高速公路上,为什么对不同车型限定不同的速度呢?
为什么禁止从建筑物中抛掷物品?
你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗?
一、力学中的功
联系生活
生活中,“功”是一个多义词。可以表示功劳,跟“过”相对,如丰功伟绩旁;可以表示能力或水平,如唱功、基本功;有时还可以表示成绩、成激事半功倍、大功告成等。那么,力学中的“功”指的又是什么呢?
实验
图10-1-1甲中,小车在水平推力尸的作用下,沿力的方向水平移动了-段距离s;图 10-1-1乙中,书在竖直方向的力尸,的作用下,沿力的方向上升了一段距离s。这两者的共同点是:物体在力的方向上移动了一段距离
功
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距离,就说这个力对物体做了功(work),或者说施力的物体做了功。
功的要素
可见,力学中的功包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
思考与讨论
如图10-1-2所示,甲图中人搬石头的力做功了吗?乙图中人提滑板的力做功了吗?说出判断的依据。
功的公式
作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越远,力所做的功就越多。力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
如果用F表示力,s表示沿力的方向上移动的距离,表示功,则功的表达式为
W= Fs
功的单位
在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位就是牛米,符号为N·m。人们为了纪念焦耳(J.P.Joule,1818-1889.图10-1-3)对科学发展的贡献,将功的单位命名为焦耳(joule),简称焦,符号是J,即
1J=1N·m
二、功的计算
功的公式
作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越远,力所做的功就越多。力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
如果用F表示力,s表示沿力的方向上移动的距离,表示功,则功的表达式为
W= Fs
三、拓展提升
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课堂导入
观察与思考
观察现象
下面几幅图片,在工作过程上有哪些特点?
一、必须有力施加在物体上;
二、物体在力的作用下下沿力的方向上移动了一段距离。
再看生活中的实例
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课堂导入
观察与思考
观察现象
下面几幅图片,在物体运动上有哪些特点?
小聪用力把箱子拉走了
小明用力推箱子没有推动
举重运动员举重过程
小聪把箱子拉走了,拉力对箱子做了“功”;小明推箱子没动,推力没对箱子做“功”;把杠铃放在胸前没动,人没对杠铃做“功”;把杠铃举起过程,人对杠铃做了“功”;杠铃在头顶静止,人没对杠铃做“功”。
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课堂导入
观察与思考
如何理解人(力)是否对物体做功呢?
这里“功”的概念怎么理解?
我们又如何计算“功”?
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学习目标
1.理解做功的概念;
2.能分析力是否对物体做功;
3.会利用功的概念解释生活中常见现象;
4.能进行功的简单计算。
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课堂活动
1.功
物体受力且在力的方向上移动一段距离,我们就说力对物体做了功。
什么是功
由此可以看出,小聪的拉力对箱子做了功;小明的推力对箱子没有做功;举重运动员举起杠铃过程中,举力对杠铃做了功。
做功的条件
1.有力作用在物体上;
2.物体在力的方向上移动了一段距离。
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课堂活动
1.做功
判断下面几种运动,重力对物体是否做功?
师生互动
甲.静止在桌面上茶杯
乙.在水平面滚动的小球
丙.利用动滑轮提起水桶
甲图,重力没对茶杯做功;乙图,重力没有对小球做功;丙图,重力对水桶做功。
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课堂活动
2.功的大小
功的大小
力(F)与物体沿力的方向上移动的距离(s)的乘积(W)。
功的公式
W=Fs
其中,W—表示功,单位是“焦耳”,符合“J”;
F—表示力,单位是“牛顿”,符合“N”;
s—表示距离,单位是“米”,符合“m”。
1J=1N·m
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课堂活动
2.功的计算
随讲随练
1.质量为50kg雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。
解: 马拉车所用的力与摩擦力大小相等;
所以,F=f=800N;
马移动的距离:S=3000m;
所以马做的功是:W=Fs=800N×3000m=2.4×106J。
3
课堂活动
2.功的计算
随讲随练
2.一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m,求这个人对车做功多少?重力对车做功多少?
解: 根据公式:W=Fs,
人对车做的功为:W人=F人s人=50N×2m=100J;
车在重力方向上的距离为0;
所以重力做的功是:W重=Gs重=200N×0m=0J。
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课堂活动
3.做功的判断
想想看,下列几幅实例,力是否对物体做了功?
A B C D
3
课堂活动
3.做功的判断
做功的两个必要条件
一、有力(F≠0);
二、在力的方向上移动距离(s≠0)。
三种不做功的情况
一、有力,但是在力的方向上通过的距离为零;
二、有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用;
三、有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。
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课堂活动
4.课堂练习
B
1.下图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 ( )。
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课堂活动
4.课堂练习
2.质量为50kg雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。
解: 马拉车所用的力与摩擦力大小相等,F=f=800N;
马移动的距离:S=3000m;
所以马做的功是:W=FS=800N×3000m=2.4×106J。
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课堂活动
4.课堂练习
3.起重机把重为1000牛的货物竖直提高2米后,又沿水平方向移动1米。起重机钢绳拉力做了( )功。
A、1000焦耳
B.2000焦耳
C.3000焦耳
D.不能确定
B
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课堂小结
视频小结
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课堂小结
功
什么是功
力与物体沿力的方向上移动的距离的乘积
功的公式:W=Fs
做功的条件
有力存在
在力的方向有距离
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作业
1.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同水平地面上前进相同的距离。关于拉力哪一次所做的功多?
2.一个人沿水平方向匀速推一辆受阻力50N的车前进2m,求这个人对车做功多少?
3.起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m后又沿水平方向匀速移动了2m,在这一过过程中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦?
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作业
4.下列说法中正确的是( )。
A、一个人在工作中,他一定做了功;
B、只要物体受到力的作用,力一定对物体做了功;
C、物体通过的距离越长,作用在物体上的力对物体做的功越多;
D、有力作用在物体上,物体在力的方向上通过了距离,这个力才对物体做功
谢谢
Lavf57.83.100
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