三、功（导学案）物理苏科版2024九年级上册

本文围绕“功”的概念、做功条件及计算展开，承接力学基础，为后续能量学习奠基。通过实例分析、思考讨论等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，如在探究做功情况时强化科学推理能力。 本设计亮点在于以生活实例为切入点，采用探究式教法。从学生层面看，能提升其分析问题能力；从教师角度，提供清晰授课思路；从课堂效果而言，可有效突破做功判断等教学难点。

三、功 （导学案） 【学习目标】 1．知道机械功的概念，能用生活中的实例解释机械功的含义； 2．知道做机械功的两个必要条件，会判断力是否对物体做功； 3．知道机械功的计算公式、单位，会用功的公式解决简单问题。 【学习重点】 1．会判断常见的力对物体是否做了功； 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。 【学习难点】 1．估测做功的大小； 2．做功与不做功分分析； 3．功的计算公式的综合应用（计算、比较大小等）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为 ，简称 。符号 。 2．对物体做功有两个必要条件：一是对物体有 的作用；二是物体在力的方向上通过一定的 。 3．功的计算公式：W= ；单位： ，简称 ，符号： ，1J= N·m。 【探究新知】 探究一、功 （一）功 1．功的概念：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。 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。 以下是三个做功分析 （1）攀岩时，人用力向上，沿力的方向移动一段距离，克服重力做功。 如果物体在力的作用下移动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 （2）跳水时，重力方向竖直向下，沿力的方向移动一段距离，重力做功。 （3）推车时，推力向前，沿推力的方向移动一段距离，推力做功。 （二）人对物体做了功 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。 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。 ①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。 （三）不做功的三种情况 【思考与讨论】图（a）-（d）所示的四种情境中，人是否做了功？为什么？ （a）否；在这个力的方向上没有移动距离。 （b）否；没有人的力作用在物体上。 （c）否；有力，有距离，没有在这个力的方向上。 （d）是；人作用在物体上的力，且在这个力的方向上移动了距离。 不做功的三种典型情况： （1）有力无距离（劳而无功） 有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。 例如：推不动、搬不动。 （2）有距离无力（不劳无功） 物体因为惯性通过一段距离，在运动方向上没有力对物体做功（离开力说功是无意义的）。 例如：冰壶离手后向前运动推力不做功；球被踢出后，踢力不做功。 （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，也通过了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直，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）。 例如：背书包前行，支持力不做功；水平地面上行驶的车，重力不做功。 【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】如图甲所示，人用力推车，车未动，则人的推力对车________功；如图乙所示，汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离，则汽车的牵引力对汽车_________功，汽车的重力对汽车_________功。（以上均选填“做了”或“没做”）。 探究二、功的计算 功的计算 1．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 2．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。 3．公式的运用： 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; 【思考与讨论】1J的功有多大呢? 4．如图所示，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。 【例1】小明将质量为10kg的水桶从距井口3m深处匀速提至井口，如图所示。在这一过程中，小明对水桶做了多少功? 【课堂总结】 第3节 功 【课堂练习】 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 2．在如图的四种情境中，人对物体做功的是（ ） 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 3．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 4．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 5．一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 6．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 7．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。在铅球滚动的过程中，人对球做的功是 J，重力对球做的功是 J。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三、功 （导学案） 【学习目标】 1．知道机械功的概念，能用生活中的实例解释机械功的含义； 2．知道做机械功的两个必要条件，会判断力是否对物体做功； 3．知道机械功的计算公式、单位，会用功的公式解决简单问题。 【学习重点】 1．会判断常见的力对物体是否做了功； 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。 【学习难点】 1．估测做功的大小； 2．做功与不做功分分析； 3．功的计算公式的综合应用（计算、比较大小等）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．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。符号W。 2．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。 3．功的计算公式：W= Fs；单位：焦耳，简称焦，符号： J ，1J= 1 N·m。 【探究新知】 探究一、功 （一）功 1．功的概念：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。 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。 以下是三个做功分析 （1）攀岩时，人用力向上，沿力的方向移动一段距离，克服重力做功。 如果物体在力的作用下移动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 （2）跳水时，重力方向竖直向下，沿力的方向移动一段距离，重力做功。 （3）推车时，推力向前，沿推力的方向移动一段距离，推力做功。 （二）人对物体做了功 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。 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。 ①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。 （三）不做功的三种情况 【思考与讨论】图（a）-（d）所示的四种情境中，人是否做了功？为什么？ （a）否；在这个力的方向上没有移动距离。 （b）否；没有人的力作用在物体上。 （c）否；有力，有距离，没有在这个力的方向上。 （d）是；人作用在物体上的力，且在这个力的方向上移动了距离。 不做功的三种典型情况： （1）有力无距离（劳而无功） 有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。 例如：推不动、搬不动。 （2）有距离无力（不劳无功） 物体因为惯性通过一段距离，在运动方向上没有力对物体做功（离开力说功是无意义的）。 例如：冰壶离手后向前运动推力不做功；球被踢出后，踢力不做功。 （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，也通过了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直，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）。 例如：背书包前行，支持力不做功；水平地面上行驶的车，重力不做功。 【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 【答案】D 【解析】如果一个物体在力的作用下，并且在这个力的方向上移动了距离，力对物体才能做功。A、B、C选项中都不符合做功的两个必要因素，所以是错误的。 D选项中，有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，所以该力就一定做功。 所以选D。 【例题2】如图甲所示，人用力推车，车未动，则人的推力对车________功；如图乙所示，汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离，则汽车的牵引力对汽车_________功，汽车的重力对汽车_________功。（以上均选填“做了”或“没做”）。 【答案】 没做 做了 没做 【解析】甲图中，人推车，没推动，则有推力，但车没有在推力的方向上移动一段距离，所以说推力不做功。乙图中，汽车向前行驶，沿牵引力的方向上移动一段距离，所以说牵引力做了功，而重力方向与运动方向垂直，所以说重力不做功。 探究二、功的计算 功的计算 1．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 2．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。 3．公式的运用： 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; 【思考与讨论】1J的功有多大呢? 4．如图所示，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。 【例1】小明将质量为10kg的水桶从距井口3m深处匀速提至井口，如图所示。在这一过程中，小明对水桶做了多少功? 【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 【课堂总结】 第3节 功 【课堂练习】 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 【答案】B 【解析】两个鸡蛋的重力约为1N，把两个鸡蛋举高1m的功为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．在如图的四种情境中，人对物体做功的是（ ） 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 【答案】D 【解析】A．人对物体施加了一个竖直向上的力，距离不是在力的方向上通过的距离，人没有做功，故A不符合题意； B．运动员对杠铃有一个向上的力，但在力的方向上没有一段距离，所以没有做功，故B不符合题意； C．女孩给石头一个向上的力，石头未动，石头在力的方向上没有一段距离，所以没有做功，故C不符合题意； D．人给车一个向前的力，小车在力的方向上移动了一段距离，所以此过程人做了功，故D符合题意。 故选D。 3．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 【答案】C 【解析】AB．由W=Fs可知，功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，在推铅球的过程中，不知道力的大小和在力的方向上移动距离的大小，所以不能确定两次做功的具体关系，故AB不符合题意； CD．推同样的铅球，若推铅球的作用力与铅球在力的方向上移动的距离之积相等（铅球出手前），两次做功相等，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4．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 【答案】C 【解析】物体在推力作用下前进5m过程中，推力做的功 W1=Fs=50N×5m=250J 当推力撤去以后，物体由于惯性又前进1.5m，在此过程中，不受推力作用，推力做功为 W2=0J 所以人对物体做的功为250J。 故选C。 5．一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 【答案】C 【解析】由题知，在光滑水平面上和粗糙水平面上拉力大小相同，移动距离相同，根据公式可知，两种情况下做功相同。 故ABD错误；C正确。 故选C。 6．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 【答案】D 【解析】a情况下，物体移动的距离s与力F的方向垂直，物体没有在力的方向上移动，力F没有做功；b情况下，物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s； c情况下，力的大小与b情况相同，距离s的方向不沿着力的方向，物体在力的方向上移动的距离小于距离s，所以拉力F所做的功小于b情况，故D正确，ABC错误。 故选D。 7．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。在铅球滚动的过程中，人对球做的功是 J，重力对球做的功是 J。 【答案】 0 0 【解析】因为是在球滚动的过程中，所以人并没对物体施加力，所以人对球做的功为0;又因为物体只是在水平方向移动，在竖直方向并没移动距离，所以，重力没有做功.所以重力对球做的功也是0。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$