三、功（教学课件）物理苏科版2024九年级上册

苏科版 九年级上册 第十一章 简单机械和功 三、功 01 02 03 04 05 CONTENTS 功 功的计算 学习目标 1. 知道功的概念； 2. 掌握对物体做功的两个必要条件； 3. 清楚不做功的三种情况， 4. 了解教材中人对物体做了功； 5. 学会利用功的公式进行计算； 6. 对常见的做功进行估算，如将鸡蛋举过头顶、爬楼问题等； 7. 功的计算的综合应用。 重点难点 教学重点： 1.会判断指定对象对物体是否做了功； 2.生活中常见的做功及其估算； 3.利用功的公式进行有关计算。 功的公式的综合应用（计算、比较大小等）： ①图像综合分析题； ②斜面问题（含有无摩擦力）； ③其他问题。 教学难点： 情景引入 某同学在商场的抓娃娃机中用操控机械手抓住玩偶，将玩偶在竖直方向上提升到一定高度，玩偶沿机械手作用力的方向移动了一段距离。 用叉车搬运货物时，叉车把货物从地面提升到一定的高度。叉车用力托起货物，使货物在这个力的方向上发生了位置的移动。 我们如何描述这些过程中力的成效呢？ PART ONE 功 分析：在叉车举高货物的过程中，货物受到一个向上的力 F 的作用，并且在这个力的作用下，货物在这个力的方向上，向上移动了一段距离 s ，我们看到了叉车工作的成效： 力 F 作用的成效体现在货物被举高了.对于这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力做功. 探究新知 物理学中的功主要是作出了“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功。 物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功 ，简称功。 1.功的概念： 2.功的两个必要因素： 根据功的定义可知，对物体做功有两个必要条件： 一是对物体有力的 作用；二是物体在力的方向上通过一定的距离。这两个因素中，缺少任何一个都不能说力对物体做了功。 物体在力的方向上移动的距离 功 G G s G G s s F F 跳水 推小车 做功分析 攀岩 h G F 当你举高物体时，你通过消耗储存于身体内的化学能，使物体的位置升高了，我们就说你对物体做了功。 人对物体做了功 ①举起的高度相同时，物体所受的重力越大，举起它所需的力越大，力做的功就越多；②对于同样重的物体，举起的高度越高，力做的功也就越多。 即：①h相同时，G越大，所需F越大，力做的功就越多，人消耗的化学能越多；②G相同时，h越大，力做的功就越多，人消耗的化学能越多。 （a）用力推汽车但没有推动 （b）冰壶离开手后滑行 图(a)-(d)所示的四种情境中，人是否做了功？为什么？ 实例分析—做功了吗 否；在这个力的方向上没有移动距离。 否；没有人的力作用在物体上。 （c）背着重物沿 水平路面匀速行走 （d）把一箱物品搬起来 否；有力，有距离，没有在这个力的方向上。 是；人作用在物体上的力，且在这个力的方向上移动了距离。 人用力搬着书不动 F≠0 s＝0 没有做功（有力没有距离） 冰壶在平滑的冰面上滑行 F＝0 s≠0 没有做功（有距离没有力） 不做功的三种情况 s F≠0 s≠0 力的方向与运动方向垂直 没有做功 （力与距离垂直） 不做功的三种典型情况 F≠0,s＝0 有力无距离（劳而无功） F＝0,s≠0 无力有距离（不劳无功） F≠0,s≠0 有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功） PART TWO 功的计算 牛（N） 米 （m） 焦耳（J） W =Fs 公式： 单位： 1J＝1N . m 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳:(1818－1889)英国物理学家 在国际单位制中，力的单位是牛(N),距离的单位是米(m), 则功的单位就是牛 ·米(N·m) 。为了纪念焦耳对科学的贡 献，人们将功的单位命名为焦耳，简称焦，用字母 J 表示。 根据前面所学功的定义，若用W表示功、F 表示力、s 表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为 (1) 使用W＝Fs 时，统一使用国际单位制中的单位。 (2)做功的多少只由W＝Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。 (3)利用公式进行计算时，力的大小和方向是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 (4)公式W＝Fs 的运用: ①同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体。 ②同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间。 ③同向性：公式中的F与s必须在同一直线上; 运用公式时必须注意的几个问题： 1J 的功有多大呢? 图11- 31 1J 的功有多大 如图11-31所示，从地上捡起一个约50g 的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶， 在此过程中，人对鸡蛋做的功大约为1J。 思考 例题 小明将质量为10kg 的水桶从距井口3m 深处匀速提至井口，如图11-33所示。在这一过程中，小明对水桶做了多少功? 分析 求小明对水桶所做的功，需要知道小明对水 桶拉力的大小和水桶被提升的高度。水桶匀速上升，根据二力平衡条件可知，小明对水桶的拉力与水桶所受的重力大小相等。 解答 小明对水桶的拉力 F=G=mg =10kg×9.8N/kg =98N 水桶在拉力方向上移动的距离s=3m。 根据功的公式，小明对水桶做的功 W=Fs =98N×3m =294J 反思 以不同的速度匀速提起水桶，小明对水桶所做的功是否相同? 相同。 1 ．将两个鸡蛋举高 1 米所做功约为 ( ) A ．0.5 焦 B ．1 焦 C ．2 焦 D ．4 焦 课堂练习 B A ． 提着桶在水平地面上匀速前进 B ． 举着杠铃原地不动 C ． 用力搬石头但没有搬动 D ． 推着小车前进 2 ．在如图的四种情境中，人对物体做功的是 ( ) D 3. 某同学用20N的力将重50N的铅球沿水平方向扔出，球在地面上滚动了10m后停下。在铁球滚动的过程中，人对球做的功是____J，重力对球做的功是____J。 0 0 4 ．在体育课上推铅球比赛中， 甲把铅球推出 7m ，乙将铅球推出 6m ，则 ( ) A ． 甲做功一定比乙大 B ． 甲做功一定比乙小 C ． 甲、乙做功可能相等 D ．以上说法都不正确 C 5．小李同学用 50 牛的水平推力使一个质量为 20 千克的物体沿水平地面前进了 5 米，放手 后，物体继续滑行了 1.5 米，此人对物体所做的功是 ( ) A ．325 焦 B ．1274 焦 C ．250 焦 D ．980 焦 C 6. 一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱，分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ） A．粗糙地面上做功较多 B．在光滑地面上做功较多 C．两次做功一样多 D．条件不够，无法比较两次做功的多少 C 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 ．Wa= Wb= Wc B ．Wa= Wb＜Wc C ．Wa= Wb>Wc D ．Wa＜Wc＜Wb D 课堂小结 布置作业 1. 一个质量为80g的皮球从高处下落了5m, 重力对它做了多少功 (g取10N/kg)? 4 J 2. 假设你的教室在五楼，试估算你从一楼走到五楼要做多少功。 6000J 提示：一层楼的高度大约3m；一个初中生的重力大约500N；从一楼到五楼需要爬4层楼的高度。 3. 质量为50kg的雪橇上装满了350kg的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行，将原木运到了3000m外的货场。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。 解：雪橇在平直的路面匀速前行，即F拉=F摩=800N 所以，马的水平拉力做的功 W=Fs=800N×3000m=2.4×106J 雪橇沿水平拉力的方向移动的距离，即s=3000m 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$