10.1 机械功 课件+教案-2025-2026学年沪科版八年级物理全一册

一、情境导入 观察：视频中的桥吊、无人集卡等机械对货物施加力了吗？货物在力的作用下发生了什么变化？ 桥吊，无人集卡都对集装箱有力的作用，集装箱在力的作用下都移动了一段距离。 1. 分析实例，找共同点 在生产生活中，人们常需要将物体从一个位置移到另一个位置，这个过程往往需要通过力的作用来完成。例如，重物通过吊车钢索拉力的作用上升一段距离；汽车通过牵引力的作用移动一段距离。你能发现这类现象的共同点吗？ 二、探究新知：判断物体是否做功 共同点： 1.物体受到了力的作用 2.物体在力的方向上移动了一段距离。 物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功(work)。 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。 F 1.图 1、图 2 中物体在受力方向上移动的距离为零,所以拉力和推力都没做功. 2.课本图 10-1 中力做功了，因为物体受到了力的作用，物体在力的方向上移动了一段距离。 1.图 1、图 2 中，力对物体做功了吗？为什么？ 2.课本图 10-1 中力做功了吗？为什么？ 图 2：小明提水在水平路面匀速前行 图 1：人用力推静止的车，车未动； 2.探究做功的两个必要因素 （作用在物体上的力） （物体在力的方向上移动的距离） F 注意：二者缺一不可。 做功的必要因素 s s F F F s F 2.探究做功的两个必要因素 有力无距离 （劳而无功） （1）宇树机器人用力搬大石头而没搬动，做功了吗？ s＝0 F≠0 分析 3. 归纳不做功的三种情况 无力有距离（不劳无功） 分析 s ≠ 0 F = 0 （2）冰壶在平滑的冰面上滑行，人做功了吗？ 3. 归纳不做功的三种情况 有力有距离，但力和距离垂直（垂直无功） 分析 F≠ 0 s≠ 0 力的方向与运动方向垂直 （3）人提箱子在水平路 上匀速行走，对箱子做功了吗？ 3. 归纳不做功的三种情况 跟踪训练：观察分析下面图片，他们都算做功了吗？ 被运动员举起的杠铃 在草坪上滚动的足球 人推墙，墙未动。 在龙门吊的拉力下水平运动的物体 √ 1. 自主学习，掌握公式和单位 请同学们自学课本P223-P224 内容，思考并讨论以下问题 (1)物理学中如何定义机械功？ (2) 功的计算公式是什么？ （3）各物理量的单位是什么？ 力对物体所做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 国际单位制中：力F的单位是牛顿（N）， 距离s的单位是米（m）， 功W的单位是牛顿・米（N・m），专用名称为焦耳，简称焦，符号J，1J=1N・m； 公 式：W = Fs（W表示功，F表示力， s表示物体在力的方向上通过的距离）； 特殊力做功W=Gh、W=fs； 变形 三、探究新知：计算机械功的大小 例题 一辆叉车将质量为300kg的货物缓慢举高3m。求货物在被举高的过程中，叉车对货物的支持力做了多少功？ 解：由题意，货物质量m=300kg，货物在支持力的方向移动的距离s=3m。 在货物缓慢上升的过程中，由二力平衡条件，叉车对货物支持力的大小为 F=G=mg=300kg×10N/kg=3000N 叉车对货物做功为 W＝ Fs ＝3000N×3 m＝9000 J 所以，叉车对货物的支持力做了9000J功。 典型例题 s F F G G 2. 例题精讲 在洋山港，一台桥吊将一个重为 6×103kg的集装箱匀速提升了 20m，桥吊对集装箱做了多少功？(g取10 N/kg) 解：由题意，集装箱质量m＝ 6×103kg，集装箱在拉力的方向上移动的距离s＝20 m。 在集装箱缓匀速慢上升过程中，受力平衡，由二力平衡条件得，桥吊对集装箱的拉力大小为 F＝G＝mg＝ 6×103kg×10 N/kg＝ 6×104 N。 桥吊对集装箱做功为 W=Fs=6×10⁴N×20m=1.2×10⁶J 所以，桥吊对集装箱做了 1.2×10⁶J 的功 典型例题 学以致用，依据例题完成下题计算 （1）将两个鸡蛋举高一米所做的功？ （一个鸡蛋约50g） 一个鸡蛋约 50g，两个鸡蛋质量m=0.1kg，G=mg=1N， W=Gh=1N×1m=1J （2）体重为500N学生从1楼上到3楼所做功？ 一层楼高度约 3m，1 楼到 3 楼上升高度h=6m， W=Gh=500N×6m=3000J； （3）将500mL的矿泉水从地上拿到3m高的位置所做的功？ 500mL 水质量m=0.5kg，G=mg＝0.5kg×10 N/kg=5N， W=Gh=5N×3m=15J 3. 估测体验，感受 1 焦耳的大小 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家。 1843年8月，在考尔克的一次学术报告会中 提出热量与机械功之间存在着恒定的比例 关系，并测得热功当量的值。这一结论遭 到当时许多物理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的，焦耳以 极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复进行实验。直到1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。从1849到1878年，焦耳反复作了四百多次实验，结果都相差不远。 焦耳 3. 情感渗透，焦耳生平事迹 四、课堂小结，梳理新知 1. 功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积； 2. 做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力 的方向上通过的距离。 3. 不做功的三种情况： （1）劳而无功（有力无距离） （2）不劳无功（有距离无力） （3）垂直无功（有力有距离，力与距离方向垂直） 4. 功的计算：公式W=Fs，单位焦耳（J） 特殊力做功W=Gh、W=fs 5.估测体验，感受 1 焦耳的大小 1.下列四种情景中，人对物体做了功的是（ ） A 提着桶在水平地面上匀速前进 B 人搬石头，却搬而未起 C 人用木棍撬起石块 D 人推车，却推而不动 2.一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 两种不同的水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法 正确的是（ ） A 在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 无法比较 3.一个同学用120N的力，将一个4N重的足球踢到25m远处,对他踢球时做功的 情况,正确的是:( ) A 做功3000J B 做功1000J C 没有做功 D 做了功,但条件不足,无法计算 4.在洋山港，甲乙两个集装箱的质量相等，用起重机将甲集装箱以1m/s的速度提升10m，将乙集装箱以2m/s的速度提升同样的高度，则有W甲______W乙。 C 五、达标检测，巩固提升 C = = D = 16 5.在洋山港一辆拉质量为30 吨集装箱 无人集卡，在平直公路上匀速行驶， 发动机的牵引力为 2×10³N，水平行 驶的距离为 500m，发动机的牵引力对 无人集卡做功为多少？ 重力做功为多少？ 参考答案: W1＝ Fs ＝2×10³N×500 m＝1×10⁶J W2＝Gh=0J 所以发动机的牵引力对无人集卡做功为1×10⁶J， 重力做功为0 J 谁是本节课的最佳小组？ 最佳小组 分层作业 一、基础作业：课后习题1-4 二、进阶作业：课后习题5 三、挑战性作业： 1.欣赏并估测一下， 每个在春晚表演的宇 树机器人，翻一个空翻要做多少功？(温馨提示：机器人质量为35kg) 2.利用弹簧测力计和刻度尺，估测将物理课本从地上拿到课桌上,做的 功大约是多少? 再见! 谢谢指导! $彩虹做成的旗帜飞扬成诗诗，我们用真诚和热血写祖国名字，那叫山窗未夜多少的。好故事。心里念着老百姓把真理坚持。实事求是，胜利的阶梯。庄严的。四个字。事业的起始。他心中的标志，为。民族强国家当奋斗。不止。 10.1 机械功 课 题 10.1 机械功 主备人 课 时 第 1 课时（共 1 课时） 课 型 新授课 素养目标 （能观察，能操作，能检测） 1.物理观念：（1）知道做功的两个必要因素. （2）理解机械功的定义、计算公式和单位，并会用功的计算公式进行简单计算． 2.科学思维： （1）通过思考和讨论，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下力没有做功而是“劳而无功”． （2）学会从物理现象中归纳简单的物理规律． 3.科学研究：通过观察和实验，了解功的含义，学会用科学探究的方法研究物理问题． 4.科学态度与责任： （1） 乐于探索自然现象和物理规律，乐于课堂观察、讨论、探究活动。 （2） 建立物理知识与日常生活、生产实践的联系，培养将科学技术应用于实际的意识。 （3）通过焦耳生平事迹学习，培养顽强毅力、严谨求实的科学态度，激发求知欲和学习兴趣。 教学重点 理解做功的两个必要因素，会用功的计算公式W＝Fs进行简单计算． 教学难点 准确判断力对物体是否做功；掌握多力作用下单个力做功的计算方法；明确公式中s是物体在力的方向上通过的距离。 教学准备 多媒体课件（洋山港作业视频、做功 / 不做功实例图片 / 动画）、弹簧测力计、刻度尺、物理课本、鸡蛋、矿泉水瓶等教具 教学流程（内容、方法、手段） 设计意图 教学任务设计 预设学生行为 一、情境导入，激发兴趣（5 分钟） 1. 播放视频：展示世界第一大港洋山港全自动化作业视频，引导学生观察：视频中的桥吊、无人集卡等机械对货物施加力了吗？货物在力的作用下发生了什么变化？ 2. 师生互动：师：桥吊把集装箱向上提起，无人集卡把集装箱向前运送，桥吊对集装箱有力的作用吗？集装箱在力的作用下移动了一段距离吗？生：有，有。 3. 引出课题：桥吊对集装箱向上提起的力，无人集卡对集装箱向前运送的力，都对对集装箱做了功。今天我们就来学习机械功的相关知识 4. ——§10.1 机械功 二、探究新知：判断物体是否做功（10 分钟） 1. 分析实例，找共同点 师：生产生活中还有很多类似现象，如吊车吊起重物上升、汽车在牵引力作用下前进，这些现象有什么共同点？ 多媒体呈现：吊车吊物、汽车行驶的实物图，引导学生小组讨论（3 分钟）。 师生总结：上述现象的共同点是物体在力的方向上移动了距离。物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。 2. 探究做功的两个必要因素 课件展示：图 1：人用力推静止的车，车未动； · 图 2：小明提水在水平路面匀速前行； · 课本图 10-1：汽车牵引力使车前进、吊车拉力使重物上升。小组讨论（4 分钟）： 1. 图 1、图 2 中，力对物体做功了吗？课本图 10-1 中力做功了吗？为什么？ 2. 结合实例，总结力对物体做功的两个必要因素是什么？师生总结：做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的距离。 3. 归纳不做功的三种情况 课件展示：不做功的三种典型图例，引导学生小组交流，师生共同总结： （1）劳而无功（有力无距离）： 如宇树机器人用力搬大石头而没搬动； （2）不劳无功（有距离无力）：物体由于惯性运动，如冰壶在平滑的冰面上滑行，人对冰壶不再做功； （3）垂直无功（有力有距离，力与距离方向垂直）：如人提木箱子在水平路上走，拉力竖直向上，箱子水平向前移动距离，不做功。 跟踪训练，让学生分析判断以下四幅图是否做功. 让学生独立判断是否做功，并说明理由。 三、探究新知：计算机械功的大小（15 分钟） 1. 自主学习，掌握公式和单位 师：请同学们自学课本 P223-P224 内容，思考并讨论以下问题（5 分钟）： (1)物理学中如何定义机械功？ (2) 功的计算公式是什么？各物理量的单位是什么？ 学生汇报 + 教师补充： （3） 机械功定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积，简称功； (4) 计算公式：W=Fs（W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离）； 变形公式：(1)F＝(求力)。(2)s＝(求距离)。 特殊力做功W=Gh、W=fs； (5) 单位：国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m），功的单位是牛顿・米（N・m），专用名称为焦耳，简称焦，符号J，1J=1N⋅m； 2. 例题精讲，规范解题步骤 例题：叉车常用于大件货物转运。如图所示，一辆叉车将质量为300 kg的货物缓慢举高3 m。求货物在被举高的过程中，叉车对货物的支持力做了多少功？(g取10 N/kg) 解：由题意，货物质量m＝300 kg，货物在支持力的方向上移动的距离s＝3 m。在货物缓慢上升过程中，由二力平衡条件，叉车对货物的支持力大小为 F＝G＝mg＝300 kg×10 N/kg＝3 000 N。 叉车对货物做的功为W＝Fs＝3 000 N×3 m＝9 000 J。 所以，叉车对货物的支持力做了9 000 J的功。 学以致用：依据例题结合洋山港实例，完成下题计算，解题规范。 在洋山港，一台桥吊将一个重为 6×103kg的集装箱匀速提升了 20m，桥吊对集装箱做了多少功？(g取10 N/kg) （答案：1.2×10⁶J） 解题中应注意：（教师强调） （1）单位要统一； （2）s必须是物体在力F上通过的距离； （3）重力做功W＝Gh，克服摩擦力做功W＝fs. 3. 估测体验，感受 1 焦耳的大小 对手托鸡蛋、上楼所做功、拿矿泉水的大小进行估算，让学生感受做功的大小. （1）将两个鸡蛋举高 1 米： 一个鸡蛋约 50g，两个鸡蛋质量m=0.1kg，G=mg=1N，W=Gh=1N×1m=1J （2）体重 500N 的学生从 1 楼上到 3 楼： 一层楼高度约 3m，1 楼到 3 楼上升高度h=6m，W=Gh=500N×6m=3000J； （3）将 500mL 矿泉水从地上拿到 3m 高处： 500mL 水质量m=0.5kg，G=mg＝0.5kg×10 N/kg=5N W=Gh=5N×3m=15J 4. 情感渗透：焦耳的生平事迹 简单介绍焦耳的生平及主要贡献，强调焦耳通过无数次实验发现能量守恒定律的艰辛过程，对学生进行情感教育：面对学习和探究中的挑战，要保持顽强的毅力、严谨求实的科学态度，坚持不懈。 四、课堂小结，梳理新知（3 分钟） 引导学生自主梳理本节课知识点，教师用课件呈现知识框架，补充完善： 1. 功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积； 2. 做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离； 3. 不做功的三种情况：（1）劳而无功（有力无距离）、（2）不劳无功（有距离无力）（3）垂直无功（有力有距离，力与距离方向垂直） 4. 功的计算：公式W=Fs，单位焦耳（J）， 特殊力做功W=Gh、W=fs； 5.估测体验，感受 1 焦耳的大小 五、达标检测，巩固提升（7 分钟） 1.下列四种情景中，人对物体做了功的是（C ） A、提着桶在水平地面上匀速前进 B、人搬石头，却搬而未起 C、人用木棍撬起石块 D、人推车，却推而不动 2.一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的水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法 正确的是（C ） A、在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、无法比较 4.一个同学用120N的力，将一个4N重的足球踢到25m远处,对他踢球时做功的情况,正确的是:( D ) A 做功3000J B 做功1000J C 没有做功 D 做了功,但条件不足,无法计算 3.在洋山港，甲乙两个集装箱的质量相等，用起重机将甲集装箱以1m/s的速度提升10m，将乙集装箱以2m/s的速度提升同样的高度，则有W甲 = W乙。 5.在洋山港一辆拉质量为30 吨集装箱无人卡车，在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为 2×10³N，水平行驶的距离为 500m，发动机的牵引力对卡车做功为多少？ 重力做功为多少？ （答案：1×10⁶J ； 0 ） 学生认真观看视频，积极回答问题，能初步描述 “力” 和 “距离” 的关联。 多数学生能说出 “有力、有移动”，部分学生忽略 “力的方向上”，需教师引导补充。 学生能判断出图 1、图 2 未做功，课本图做功，但部分学生对 “力的方向上的距离” 理解模糊，需教师结合实例点拨。 学生能准确判断前两种不做功情况，部分学生对 “垂直无功” 仍易出错，需教师重点强调。 经过上面的总结，学生一般能够较好地判断出四幅图里的情形是否做功。 学生能自主掌握公式和单位，对变形公式的推导需教师简单引导。 让学生注意功的单位 学生能跟随教师完成计算，但部分学生解题步骤不规范，易忽略 “受力平衡” 的推导，需教师严格要求。 可让同学根据课本例题板演，对出现的问题及时指出，严格计算题步骤，表现较好的及时表扬 学生积极参与估测，能准确计算出做功大小，对 1J 的大小形成直观感受 学生能梳理出物理观念相关知识点，对科学思维、探究方法的总结需教师引导补充。 学生能完成基础题目，部分学生在 “垂直无功” 的计算上仍易出错，需教师再次强调 可让同学板演，对出现的问题及时指出，严格计算题步骤，表现较好的及时表扬。 结合现代化港口实例，让学生直观感受物理知识在生产中的应用，激发爱国情怀和学习兴趣，初步建立 “功” 的感性认知。 通从生活实例出发，让学生自主归纳规律，培养分析和归纳能力。 通过对比做功和不做功的实例，让学生自主推导做功的必要因素，突破认知难点 通过典型图例和即时训练，强化学生对 “不做功三种情况” 的理解，及时巩固新知。 分析生活中的实际案例，考查学生对做功必要条件的掌握情况。 培养学生自主学习能力，让学生掌握功的基本公式和单位，为计算打下基础。 例题，规范学生解题步骤，让学生掌握功的计算方法，突破教学重点。 从一台桥吊的做功计算，体会物理知识与大国工程的紧密联系，让学生再次感受到国家科技实力的强大，激发学习动力，树立 “学好知识、报效祖国” 的理想。 通过动手估测，让学生对 “焦耳” 形成直观认知，将抽象的物理单位具象化，提升学习兴趣。 融入德育教育，培养学生的科学态度与责任。 让学生自主梳理知识，形成知识体系，提升归纳总结能力。 通过分层检测题，全面检验学生对新知的掌握情况，及时发现易错点并精讲，巩固教学重点和难点。 板书设计 第一节　机械功 1.功的定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积； 2.做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离； 3.不做功的三种情况： （1）有力无距离 （2）有距离无力、 （3）力与距离方向垂直； 4. 功的计算： (1)公式W=Fs，，特殊力做功W=Gh、W=fs； (2)单位：焦耳，简称焦，符号J，1J=1N▪m； (3)变形公式：F＝(求力)；s＝(求距离) (4)例题； 5.估测体验，感受 1 焦耳的大小 分层 作业 布置 一、基础作业： 课后习题1-4 二、进阶作业： 课后习题5 三、挑战性作业： 1.欣赏并估测一下，每个在春晚表演的宇树机器人，翻一个空翻做多少功？ 2.利用弹簧测力计和刻度尺，估测将物理课本从地上拿到课桌上,做的功大约是多少? 教学反思 5 学科网（北京）股份有限公司 $有力。无距离，不做功。