11.1 功（讲义）（2大知识点+4大题型+课后练习）（讲义）--【大单元教学】2024-2025学年八年级物理下册同步备课系列（人教版2024）

【八年级物理大单元设计】 11.1 功 目录 【学习目标】 2 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：力学中的功 2 知识点2：功的计算 4 【课堂练习】 5 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。(物理观念) 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。(物理观念、科学思维) 3. 能应用公式 W=Fs 进行简单的计算。(物理观念、科学思维) 知识点1：力学中的功 1.功的概念 实例 研究对象 示意图 工作（或作用力）的成效 人用了推小车 小车 人推小车的力 小车在推力F的作用下向前移动了距离s 人用力提起一桶水 水桶 人提水桶的力 水桶在拉力F的作用下向上移动了距离h 苹果从树上落下来 苹果 苹果受到的重力 苹果在重力G的作用下向下移动了距离h 【探究发现】通过对表中实例进行分析，可以发现三个实例的共同点是对物体施加了力的作用，并且物体都在力的作用下沿力的方向移动了一段距离。 【归纳总结】如果有力作用在物体上，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。 “做功”≠“做工” 物理学中的“做功”与日常生活的“做工”不同。“做功”是生产、生活中普遍存在的物理现象，它由严格而明确的含义，偏重于“成效、贡献”；“做工”是指消耗一定体力和脑力的人类活动。 2. 做功的两个必要因素 力学中所说的做功，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。这两者缺一不可。 3. 三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有距离无力（不劳务工） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有力无距离（劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 对“物体在力的方向上移动距离”的理解 力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。 【典例1】如图所示的四幅图是小明同学提包回家的情景，他提包的力做功的是（    ） A．将包从地上提起 B．提包站着不动 C．站在向前行驶的车上 D．平直的路上行走 【答案】A 【详解】A．将包从地上提起，包在重力方向上移动距离，此时重力做了功，故A符合题意； B．提包站着不动，包在重力作用下，没有移动，此时重力不做功，故B不符合题意； CD．站在向前行驶的车上、平直的路上行走，包的运动方向与重力方向垂直，重力不做功，故CD不符合题意。 故选A。 知识点2：功的计算 1. 功的计算公式 （1）功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 （2）功的计算公式为：W=Fs。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离。 2. 功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3. 对公式的理解 （1）F与s具有同时性。即力在使物体沿着力的方向移动距离s的过程中，应始终作用在物体上，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。 （2）F与s具有同向性。公式中的s是物体在力F的方向上移动的距离。例如，某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，箱子在水平地面上前进10m，求重力对箱子做的功。如果按W=Gs=100N×10m=1000J计算，则计算结果是错误的，因为这个10m不是在重力方向上移动的距离，实际是重力没有做功。 （3）F与s具有同体性。即F、s必须对应同一物体。 4. 应用公式计算功时的注意事项 分过程计算 应用公式W=Fs计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算 单位统一 利用公式进行计算时，必须同时使用国际单位制中的单位，F的单位用N，s使用m，W使用J 相关因素 力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v、运动状态（加速、减速或匀速）无关 5. 功的公式的变形公式及其应用 已知力做的功和物体在力的方向上移动的距离，可求出力 已知力所做的功和施加在物体上的力，可求出物体在该力的方向上移动的距离 6. 对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 【典例2】一个重200N的物体在大小不变的水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m。在物体向前运动35m的过程中拉力做的功为700J，则水平拉力的大小为 N，此过程中重力做的功是 J，物体靠惯性运动10m的过程中克服摩擦力做的功是 。 【答案】 28 0 700J 【详解】[1]物体在拉力作用下移动的距离为25m，拉力所做的功为，由于惯性向前运动10m的过程中，拉力没有对物体做功，所以，拉力的大小为 [2]在重力的方向上没有移动距离，因此重力对物体没有做功，即做功为0J。 [3]物体最后在摩擦力的作用下停下来，物体靠惯性运动10m的过程中克服摩擦力做的功是 【典例3】一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为、、，关于它们之间的大小关系是 。 【答案】 【详解】一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，三个功的大小都等于W=Fs；即W1=W2=W3 1．功的计算 (1)定义：力学中，功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。 (2)公式：W= 。 (3)单位：国际单位制中，功的单位是 ，简称 ，符号是 ，1J=1N·m。 【答案】(1) 力 距离 (2) (3) 焦耳 焦 J 【详解】（1）力学中，功等于物体受到的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 （2）在功的计算公式中，通常用F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，所以功。 （3）[1][2][3]单位：国际单位制中，焦耳是功的单位，简称焦，符号是J。 2．如图所示，力对物体做功的是（　　） A．用力搬石头，搬而未动 B．货物在叉车的作用下水平移动 C．推着小车前进 D．手扶轮胎静止不动 【答案】C 【详解】A．用力搬石头但没有搬动，人给石头一个向上的力，石头没有向上移动距离，人对石头没有做功，故A不符合题意； B．货物在叉车的作用下水平移动，叉车给货物一个向上的力，货物没有向上移动距离，叉车对货物没有做功，故B不符合题意； C．推着小车向前运动了一段距离，施加了推力，并且小车在推力的方向上移动了距离，推力对小车做了功，故C符合题意； D．手扶轮胎静止不动，手对轮胎有力的作用，但轮胎没有在力的方向上移动距离，所以手对轮胎没有做功，故D不符合题意。 故选C。 3．在足球比赛中，如图所示，小星同学一脚将足球踢出，足球离脚后，脚对足球 。足球在空中下落过程中，重力对足球 。（均选填“做功”或“不做功”） 【答案】 不做功 做功 【详解】[1]足球离脚后，足球不受脚施加的力，因此脚对足球不做功。 [2]足球在空中下落过程中，受到重力的作用，且沿重力方向移动一段距离，因此重力对足球做功。 4．当马拉着载有600kg货物的雪橇在水平的公路上匀速向南行驶时，马对雪橇的水平拉力是400N，若马拉雪橇前进了100m，则马的拉力做的功是 J，雪橇的重力做的功是 J。 【答案】 40000 0 【详解】[1]因雪橇在平直的公路上匀速向南行驶，处于平衡状态，雪橇在水平方向受到拉力和阻力的作用，二力是一对平衡力，所以二力大小相等、方向相反，则阻力f=F=400N，由W=Fs可知，马的拉力做的功 [2]重力的方向是竖直向下，车在水平路面上行驶，没有在竖直方向移动距离，所以重力不做功，即为0。 5．如图所示，用手掌平托着两个鸡蛋升高50cm，此过程中手掌对鸡蛋做的功约为（   ） A．0.05J B．0.5J C．5J D．50J 【答案】B 【详解】两个鸡蛋的重力约为1N，手掌对鸡蛋做的功大约是 故B符合题意，ACD不符合题意。 6．搬运较重货物时一般要使用叉车，在水平地面上，使用叉车将的货物竖直抬起，再将货物沿水平方向缩回，整个过程叉车对货物做的功是多少?（取） 【答案】1.5×10⁴J 【详解】叉车对货物有向上的支持力，叉车在抬起货物时需要克服货物的重力做功，将货叉沿水平方向缩回时对货物没有做功，故叉车对货物做的功=1500kg×10N/kg×1m=1.5×10⁴J 7．如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，a、b、c三种情况下拉力的大小相同，a中力与物体运动方向垂直，即物体在力的方向上通过的距离为0，则此时拉力不做功；b中物体在力的方向上通过的距离为s，c中物体斜向上运动，则物体在力的方向上通过的距离要小于s，根据可知，在b中做的功大于在c，则有Wa<Wc<Wb，故ABC错误，D正确。 故选D。 8．如图所示，小红参加植树时负责给树苗浇水。水桶和水的总重力为200N，小红将装有水的水桶提起0.5m后以0.8m/s的速度匀速走出16m远去给树苗浇水。（g取10N/kg）求： (1)小红提着水桶走16m所用的时间； (2)小红提起水桶去给树苗浇水的过程中对水桶所做的功。 【答案】(1)20s (2)100J 【详解】（1）小红提着水桶走16m所用的时间 （2）小红提起水桶去给树苗浇水的过程中，提起水桶时拉力对水桶做了功，提着水桶匀速走时水平方向移动的距离不在拉力的方向上，对水桶没有做功，所以该过程对水桶所做的功 9．如下图所示的是某餐厅的送餐机器人，其自身质量为45kg。该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时，在1min内匀速直线运动了72m，该送餐机器人受到的摩擦力为其总重力的0.08倍。求此次送餐过程中：（g取10N/kg） (1)该送餐机器人运动的速度； (2)该送餐机器人所受牵引力的大小； (3)该送餐机器人克服摩擦力做功的多少。 【答案】(1)1.2m/s (2)40N (3)2880J 【详解】（1）该送餐机器人运动的速度为 （2）该送餐机器人受到的总重力G总=m总g=(m人+m物)g=(45kg+5kg) ×10N/kg=500N 该送餐机器人送餐过程中在水平方向做匀速直线运动，所受牵引力F与所受摩擦力是一对平衡力，大小相等，即该送餐机器人所受牵引力F=f=0.08G总=0.08×500N=40N （3）该送餐机器人克服摩擦力做功为W=Fs = 40N×72m=2880J 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【八年级物理大单元设计】 11.1 功 目录 【学习目标】 2 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：力学中的功 2 知识点2：功的计算 4 【课堂练习】 5 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。(物理观念) 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。(物理观念、科学思维) 3. 能应用公式 W=Fs 进行简单的计算。(物理观念、科学思维) 知识点1：力学中的功 1.功的概念 实例 研究对象 示意图 工作（或作用力）的成效 人用了推小车 小车 人推小车的力 小车在推力F的作用下向前移动了距离s 人用力提起一桶水 水桶 人提水桶的力 水桶在拉力F的作用下向上移动了距离h 苹果从树上落下来 苹果 苹果受到的重力 苹果在重力G的作用下向下移动了距离h 【探究发现】通过对表中实例进行分析，可以发现三个实例的共同点是对物体施加了力的作用，并且物体都在力的作用下沿力的方向移动了一段距离。 【归纳总结】如果有力作用在物体上，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。 “做功”≠“做工” 物理学中的“做功”与日常生活的“做工”不同。“做功”是生产、生活中普遍存在的物理现象，它由严格而明确的含义，偏重于“成效、贡献”；“做工”是指消耗一定体力和脑力的人类活动。 2. 做功的两个必要因素 力学中所说的做功，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。这两者缺一不可。 3. 三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有距离无力（不劳务工） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有力无距离（劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 对“物体在力的方向上移动距离”的理解 力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。 【典例1】如图所示的四幅图是小明同学提包回家的情景，他提包的力做功的是（    ） A．将包从地上提起 B．提包站着不动 C．站在向前行驶的车上 D．平直的路上行走 知识点2：功的计算 1. 功的计算公式 （1）功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 （2）功的计算公式为：W=Fs。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离。 2. 功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3. 对公式的理解 （1）F与s具有同时性。即力在使物体沿着力的方向移动距离s的过程中，应始终作用在物体上，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。 （2）F与s具有同向性。公式中的s是物体在力F的方向上移动的距离。例如，某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，箱子在水平地面上前进10m，求重力对箱子做的功。如果按W=Gs=100N×10m=1000J计算，则计算结果是错误的，因为这个10m不是在重力方向上移动的距离，实际是重力没有做功。 （3）F与s具有同体性。即F、s必须对应同一物体。 4. 应用公式计算功时的注意事项 分过程计算 应用公式W=Fs计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算 单位统一 利用公式进行计算时，必须同时使用国际单位制中的单位，F的单位用N，s使用m，W使用J 相关因素 力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v、运动状态（加速、减速或匀速）无关 5. 功的公式的变形公式及其应用 已知力做的功和物体在力的方向上移动的距离，可求出力 已知力所做的功和施加在物体上的力，可求出物体在该力的方向上移动的距离 6. 对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 【典例2】一个重200N的物体在大小不变的水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m。在物体向前运动35m的过程中拉力做的功为700J，则水平拉力的大小为 N，此过程中重力做的功是 J，物体靠惯性运动10m的过程中克服摩擦力做的功是 。 【典例3】一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为、、，关于它们之间的大小关系是 。 1．功的计算 (1)定义：力学中，功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。 (2)公式：W= 。 (3)单位：国际单位制中，功的单位是 ，简称 ，符号是 ，1J=1N·m。 2．如图所示，力对物体做功的是（　　） A．用力搬石头，搬而未动 B．货物在叉车的作用下水平移动 C．推着小车前进 D．手扶轮胎静止不动 3．在足球比赛中，如图所示，小星同学一脚将足球踢出，足球离脚后，脚对足球 。足球在空中下落过程中，重力对足球 。（均选填“做功”或“不做功”） 4．当马拉着载有600kg货物的雪橇在水平的公路上匀速向南行驶时，马对雪橇的水平拉力是400N，若马拉雪橇前进了100m，则马的拉力做的功是 J，雪橇的重力做的功是 J。 5．如图所示，用手掌平托着两个鸡蛋升高50cm，此过程中手掌对鸡蛋做的功约为（   ） A．0.05J B．0.5J C．5J D．50J 6．搬运较重货物时一般要使用叉车，在水平地面上，使用叉车将的货物竖直抬起，再将货物沿水平方向缩回，整个过程叉车对货物做的功是多少?（取） 7．如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，小红参加植树时负责给树苗浇水。水桶和水的总重力为200N，小红将装有水的水桶提起0.5m后以0.8m/s的速度匀速走出16m远去给树苗浇水。（g取10N/kg）求： (1)小红提着水桶走16m所用的时间； (2)小红提起水桶去给树苗浇水的过程中对水桶所做的功。 9．如下图所示的是某餐厅的送餐机器人，其自身质量为45kg。该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时，在1min内匀速直线运动了72m，该送餐机器人受到的摩擦力为其总重力的0.08倍。求此次送餐过程中：（g取10N/kg） (1)该送餐机器人运动的速度； (2)该送餐机器人所受牵引力的大小； (3)该送餐机器人克服摩擦力做功的多少。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$