11.1 功 课件-2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第一节 功 人教版八年级下册第十一章《功和机械能》 1 情景导入 在日常生活里，像“大功告成”“事半功倍” “成效”这些词经常出现，这里面的“功”给你什么样的感觉？和我们接下来要学的物理知识有联系吗？ 那物理力学中的功是什么呢？ 观察与思考 从下面的的生活场景看，都有力在作用，物体也移动了，那从物理角度，怎样才算是做了功呢？ 功的定义 马拉车 拉力对车做了功 定义： 当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功 。 功的定义 有力作用在物体上就一定做功了吗？比如用很大的力推箱子或搬石头，箱子或石头却没动或者静止举着哑铃，这些都算做功吗？ × × 有力但没有距离 力的方向上没距离 ✅ s F F 力的方向上没有距离 F F S 有力，但没有移动距离 √ √ × × 判断下图中的力是否做了功？ 老人把沙袋拉起来 小男孩推车往前走 提着包在水平地面行走 小女孩用力搬石头却搬不动 功的定义——做功的两个必要因素 做功的两个必要因素 （1）作用在物体上的力 （2）物体在这个力的方向上移动的距离 二者缺一不可 功的定义——不做功的三种情况 劳而无功：物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离 人用力推石头而没推动 F≠0 s＝0 →没有做功（劳而无功） 用脚踢出足球 球在地面上滚动 不劳无功：物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用 F = 0 s ≠0 →没有做功（不劳无功） 功的定义——不做功的三种情况 垂直无功：物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直 F ≠ 0 s ≠ 0 →没有做功（垂直无功） 力的方向与运动方向垂直 功的定义——不做功的三种情况 功的定义——计算 在知道做功和力、距离有关，那怎么计算做了多少功呢？大家大胆猜猜计算公式可能是什么样的？ 公式 ： W=F*S 功(焦耳J) 力(牛N) 距离(米m) 功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 注意：当力和物体在里的方向上通过的距离相反时，我们说物体克服这个力做功 功的定义——计算例题 例题：在平地上，用50 N的水平推力推动重100 N的箱子，前进了10 m，推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5 m，他做了多少功? 解：W₁ = Fs = 50 N×10 m = 500 J W₂ = F's' = Gh = 100 N×1.5 m = 150 J 那水平向前推时，箱子的重力做了多少功? W₃ = Gs = 100 N×10 m = 1000 J 是这个吗？ ❌ 重力没有做功 功的定义——练一练 起重机将2×10⁴ kg的货物从地上匀速吊起3 m高后，又在 水平方向上移动5 m，求起重机做了多少功? 解： 起重机的拉力等于货物的重力，在水平方向移动，拉力不做功，所以，起重机做的功为： W = Fs = Gh = mgh= 2×10⁴ kg×10 N/kg×3 m = 6×10⁵ J 生活中功的多样应用 生活里，有哪些常见的场景利用了做功的原理？ 1.比如骑自行车，哪些力在做功？ 2.汽车在行驶过程中，发动机做的功是怎么体现的？和汽车的速度、行驶距离有什么关系？ 功在科技前沿的角色 在航天、新能源等前沿科技领域，功又发挥着怎样的作用呢？ 比如火箭发射，涉及到哪些功的知识？ 克服重力做功 火箭发射时，要摆脱地球引力的束缚，就必须克服重力做功。根据功的计算公式W = Gh（G是火箭所受重力，h是火箭上升的高度） ，随着火箭不断上升，高度h持续增加，克服重力做的功也越来越多。重力始终竖直向下，火箭运动方向向上，二者方向相反，火箭需要不断消耗能量来对抗重力影响。 发动机做功 火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，这些气体以极高速度向后喷出。根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，气体向后喷出的反作用力推动火箭向前运动 。从能量转化角度看，燃料的化学能转化为气体的内能，再转化为火箭的机械能，这一过程就是发动机做功的体现。发动机做功的功率非常巨大，能在短时间内为火箭提供强大的推力，使其达到很高的速度，挣脱地球引力，进入预定轨道。 课堂回顾 回顾整节课，我们从生活到物理，学习了功的知识，你觉得还有哪些问题值得进一步探究？ 在日常生活中，如何通过改进工具或操作方式，以更小的功来完成相同的任务，实现节能和效率提升？ 例如，研究不同的搬运重物方法，分析哪种方式能减少额外功，降低人体能量消耗。 新能源设备做功效率：随着新能源的发展，太阳能电池板、风力发电机等设备在将自然能转化为电能的过程中，做功效率受哪些因素影响？如何进一步提高它们的做功效率，以更好地满足能源需求。 课堂小结 做功的两个必要因素 不做功的三种情况 功的计算 功在生活中 作用在物体上的力 物体在这个力的方向上移动的距离 有力无距离 有距离无力 力与距离垂直 W=FS 搬东西，骑车，跑步，火箭 功 随堂练习 下列说法中正确的是（ ） 用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功 B. 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功 C. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功 D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功 × 力的方向与运动方向垂直 由于惯性在空中飞行，推力已消失 s = 0 A 2. 某足球运动员在水平方向用25 N的力，将10 N的球沿水平地面踢出，踢出后球在地面上滚了30 m才停下来。在球滚动过程中，脚对球所做的功为（ ） 0 3. 用一个动滑轮将重为400N的货物匀速提高2m，所用拉力为250N，则有用功是（ ）J，总功是（ ）J 。 800 1000 谢谢聆听！ $$