人教版8下物理11.1 功（教學(xué)設(shè)計(jì)）

11.1功（教學(xué)設(shè)計(jì)）年級(jí)八年級(jí)授課時(shí)間課題11.1功教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)生活實(shí)例，知道力學(xué)中做功的含義，能運(yùn)用公式W=Fs進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，能判斷力是否對(duì)物體做功，為形成能量觀念奠定基礎(chǔ)。2.在利用功的定義分析生活實(shí)例的過(guò)程中，發(fā)展抽象概括的思維能力。3.通過(guò)舉例說(shuō)明做功與不做功的情況，提升分析、解釋、交流的能力。4.通過(guò)分析具體生活實(shí)例，經(jīng)歷功的概念的建立過(guò)程，深化對(duì)物理源于生活的感悟，養(yǎng)成熱愛科學(xué)、樂于探索的態(tài)度。教材分析解決力學(xué)問題時(shí)，如果從能量角度研究，有時(shí)會(huì)更簡(jiǎn)便。研究功的重要意義在于可以通過(guò)做功研究能量的變化，為研究能量轉(zhuǎn)化過(guò)程奠定定量分析的基礎(chǔ)。對(duì)功的概念的認(rèn)識(shí)水平直接影響能量概念的形成和功能關(guān)系的建立。本節(jié)主要包括力學(xué)中的功和功的計(jì)算兩部分內(nèi)容。其中，“力學(xué)中的功”通過(guò)生活中的實(shí)例研究工作是否有成效，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到做功包含兩個(gè)必要因素，同時(shí)也為功的計(jì)算打好基礎(chǔ)。“功的計(jì)算”明確了功的計(jì)算方法，使學(xué)生懂得從定量的角度來(lái)研究功。教材設(shè)計(jì)意在培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)分析生活實(shí)例得出物理結(jié)論，再利用物理結(jié)論分析識(shí)別生活中的做功現(xiàn)象，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算和估算的能力。功的概念比較抽象，教學(xué)中應(yīng)遵循具體→抽象→具體的原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要一些直觀認(rèn)識(shí)作為依托，因此教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析加強(qiáng)直觀性和形象性，以便學(xué)生理解和掌握。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)關(guān)于能量的知識(shí)，因此無(wú)法從能量轉(zhuǎn)化的角度給出功的定義。但學(xué)生已有一定的力學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解和運(yùn)用“力的成效”方面的知識(shí)，因此可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建功的概念。本節(jié)的重點(diǎn)是明確力學(xué)中功的含義，難點(diǎn)是判斷力是否對(duì)物體做功。學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)的一些基本概念，如力、運(yùn)動(dòng)、速度等。這些概念為學(xué)習(xí)功的概念打下了基礎(chǔ)。然而，功作為一個(gè)新的概念，需要學(xué)生將之前的知識(shí)進(jìn)行整合和應(yīng)用。認(rèn)知能力：功的概念相對(duì)抽象，需要學(xué)生具備一定的抽象思維能力。在理解功的概念、做功的兩個(gè)必要因素時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到一些困難。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析加強(qiáng)直觀性和形象性，以便學(xué)生理解和掌握。心理特征：八年級(jí)學(xué)生正處于青春期，對(duì)物理這門學(xué)科的興趣可能會(huì)因個(gè)人喜好而有所不同。因此，教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，鼓勵(lì)他們積極參與課堂活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)力學(xué)中功的含義。教學(xué)難點(diǎn)判斷力是否對(duì)物體做功。教學(xué)器材多媒體ppt，包含視頻：《物理學(xué)中的功》、《不做功的三種情況》、《功的計(jì)算》、《功》等。教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入新課如圖所示，叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個(gè)過(guò)程中，叉車除了要對(duì)貨物施加力，還需要怎樣做才能完成這個(gè)任務(wù)?思考問題，進(jìn)入情境。學(xué)習(xí)新課一、力學(xué)中的功1.功的概念【分析事例，建立功的概念】（1）問題探究探究一：導(dǎo)入新課問題中，叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個(gè)過(guò)程中，叉車除了要對(duì)貨物施加力，還需要怎樣做才能完成這個(gè)任務(wù)?甲乙丙探究二：如圖乙所示是把物體提高的情況，在這個(gè)過(guò)程中，是哪個(gè)力對(duì)物體的提高有貢獻(xiàn)？【分析】拉力F對(duì)物體的提高有貢獻(xiàn)。探究三：如圖丙所示，用力F拉水平面上的小車向右運(yùn)動(dòng)，小車受到哪些力的作用？哪個(gè)力對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)有貢獻(xiàn)？【分析】小車受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F、摩擦力f；拉力F對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)有貢獻(xiàn)。（2）功的概念：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，在物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。【播放視頻】——《物理學(xué)中的功》2.做功的兩個(gè)必要因素【提出問題并分析，得出做功的兩個(gè)必要因素】（1）現(xiàn)象與分析如上圖甲、乙所示，是力對(duì)物體做功的兩個(gè)實(shí)例。這些力做功有什么共同點(diǎn)？如圖丙、丁所示，是力對(duì)物體沒有做功的兩個(gè)實(shí)例。力對(duì)物體為什么沒有做功？丙丁【分析】圖甲與圖乙中的做功實(shí)例，共同點(diǎn)是：物體受到了力，在力的方向上移動(dòng)了距離。圖丙與圖丁這些力不做功的原因是：物體受到了力，但在力的方向上沒有移動(dòng)距離。（2）結(jié)論：力學(xué)中的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了距離。3.力對(duì)物體不做功的三種情況【根據(jù)給出的事例，師生分析總結(jié)】用力推車，但車未動(dòng)（1）有力無(wú)距離（勞而無(wú)功）：如圖甲所示，有力作用在物體上，但物體沒動(dòng)，即物體沒有通過(guò)距離，力對(duì)物體沒有做功（力的作用沒有成效）。（2）有距離無(wú)力（不勞無(wú)功）：如圖乙、丙所示，物體因?yàn)閼T性通過(guò)一段距離，在運(yùn)動(dòng)方向上沒有力對(duì)物體做功（離開力說(shuō)功是無(wú)意義的）。乙冰壺在光滑的冰面上滑行丙球在空中飛行（3）力與運(yùn)動(dòng)距離的方向垂直（垂直無(wú)功）：背著重物沿水平路面勻速行走托著食品盤水平送菜【總結(jié)】力對(duì)物體沒有做功的三種情況：不做功的情況分析事例①有力無(wú)距離有力作用在物體上，但物體沒有通過(guò)距離，也叫“勞而無(wú)功”.人用力但沒有搬起石頭，對(duì)石頭沒有做功.②有距離無(wú)力物體在運(yùn)動(dòng)方向上沒有受到力的作用，由于慣性通過(guò)一段距離，沒有力做功，也稱“不勞無(wú)功”.足球離開腳后在水平面上繼續(xù)滾動(dòng)一段距離，人對(duì)足球沒有做功.③力與距離的方向垂直物體受到了力的作用，也通過(guò)了一段距離，但通過(guò)的距離與受力的方向垂直.足球在地面上滾動(dòng)，重力與支持力對(duì)足球沒有做功.【播放視頻】——《力不做功的三種情況》【例題1】下列關(guān)于功的各種說(shuō)法中，正確的是（D）A.只要有力作用在物體上，就一定做了功B.只要物體移動(dòng)了距離，就一定做了功C.只要有力作用在物體上，物體又移動(dòng)了距離，就一定做了功D.只要有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動(dòng)了距離，就一定做了功【詳解】如果一個(gè)物體在力的作用下，并且在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了距離，力對(duì)物體才能做功。A、B、C選項(xiàng)中都不符合做功的兩個(gè)必要因素，所以是錯(cuò)誤的。D.有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動(dòng)了距離，所以該力就一定做功。故選D?！纠}2】如圖所示是扔實(shí)心球的四個(gè)過(guò)程，其中手對(duì)實(shí)心球做功的過(guò)程是（

C

）A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④【詳解】①撿起球的過(guò)程，手對(duì)實(shí)心球球施加了一個(gè)豎直向上的力，且在力的方向上移動(dòng)了一段距離，則手對(duì)實(shí)心球做了功，①符合題意；②停在空中時(shí)，手雖然對(duì)實(shí)心球施加了力，但并沒有在力的方向上移動(dòng)距離，故手沒有對(duì)實(shí)心球做功，②不符合題意；③揮動(dòng)球的過(guò)程，手對(duì)實(shí)心球施加了一個(gè)水平方向的力，且在力的方向上移動(dòng)了一段距離，則手對(duì)實(shí)心球做了功，③符合題意；④球飛出去，脫離了手，手沒有對(duì)實(shí)心球施加力，故手沒有對(duì)實(shí)心球做功，④不符合題意；綜上所述，①和③符合題意。思考并分析三個(gè)探究問題中的共同點(diǎn)。建立功的概念。知道力學(xué)中做功的含義。觀看視頻，理解功的含義。進(jìn)行交流討論，找出甲、乙事例中做功的共同點(diǎn)。找出丙、丁事例中不做功的原因?？偨Y(jié)出做功的兩個(gè)必要因素。通過(guò)分析幾個(gè)具體事例，歸納出力不做功的三種情況。觀看視頻，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)不做功的三種情況.做例題1與例題2，知道力學(xué)中做功的含義；會(huì)運(yùn)用做功包含的兩個(gè)必要因素，判斷力是否對(duì)物體做功。學(xué)習(xí)新課二、功的計(jì)算1.功及其計(jì)算公式【提問，引出功的計(jì)算問題】如圖所示，甲把重為500N的石料提到了2m；乙把重為200N的瓦片提到了6m。甲與乙都在做功，怎樣比較他們做功的大小呢？如圖所示，是起重機(jī)把每一個(gè)重力都相同的貨物提高的情景，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，思考下面的問題。甲與乙兩次提高貨物，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？甲與丙兩次提高貨物，哪一次做功多？你判斷的理由是什么？【分析】甲與乙兩次提高貨物，乙做功多。因?yàn)榱ο嗟?，乙通過(guò)的距離大。甲與丙兩次提高貨物，丙做功多。因?yàn)橥ㄟ^(guò)的距離相等，丙用的力大?！究偨Y(jié)】作用在物體上的力越大，物體在力的方向上移動(dòng)的距離越多，力所做的功也就越多。（2）功：力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。（3）計(jì)算公式：功＝力×距離W=FsF表示力，s表示沿力的方向移動(dòng)的距離，W表示功。（4）功的單位在國(guó)際單位制中，力的單位是N，距離的單位是m，則功的單位是N·m，它有一個(gè)專門的名稱叫做焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是J。1J＝1N·m1N的力使物體在力的方向上通過(guò)1m的距離時(shí)，所做的功為1J。從地上拿起一個(gè)約50g的雞蛋，并把它緩緩舉過(guò)頭頂，在此過(guò)程中你對(duì)雞蛋做的功大約為1J。【提問】你現(xiàn)在可以比較兩位和尚做功的大小了吧？甲做功W甲=F甲s甲=500N×2m=1000J乙做功W乙=F乙s乙=200N×6m=1200J所以乙和尚做功多。2.公式的應(yīng)用（2）F與s具有同時(shí)性即在受力的同時(shí)移動(dòng)了距離，移動(dòng)距離的同時(shí)受了力。公式W=Fs中的F是使物體沿力F的方向通過(guò)距離s的過(guò)程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。（3）F與s具有同向性公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過(guò)的距離。例如：運(yùn)動(dòng)員用500N的力將足球踢出20m，若用公式W=Fs=500N×20m=10000J計(jì)算，結(jié)果是錯(cuò)誤的，因?yàn)樘咔虻牧Φ淖饔镁嚯x不是20m，要計(jì)算運(yùn)動(dòng)員對(duì)球做的功，關(guān)鍵看腳推動(dòng)球前進(jìn)的距離是多少。（4）F與s具有同體性：即F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象。3.關(guān)于克服阻力做功一個(gè)物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，若運(yùn)動(dòng)的方向與一個(gè)力（阻力）的方向相反，我們就說(shuō)物體克服這個(gè)力做功。例如，在水平面上推動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，要克服摩擦力做功；提高物體時(shí)要克服重力做功。人在爬樓梯時(shí)，要克服自己的重力做功，計(jì)算做功的大小時(shí)，應(yīng)該用人的重力G乘以樓梯的豎直高度h，即W=Gh?！静シ乓曨l】——《功的計(jì)算》【例題3】目前，我國(guó)正在大力推廣裝配式建筑。這種建筑方式不僅施工效率高，還能大幅降低能耗，避免現(xiàn)場(chǎng)粉塵、泥漿等的污染，實(shí)現(xiàn)綠色施工。g取10N/kg。（1）把質(zhì)量為1.5t的構(gòu)件勻速提升到30m高的樓頂，豎直向上的拉力做了多少功?（2）依據(jù)需要，又將這個(gè)構(gòu)件沿水平方向勻速移動(dòng)了3m。在水平運(yùn)動(dòng)階段，豎直向上的拉力又做了多少功?【答案】（1）4×105J；（2）0.【解析】（1）構(gòu)件在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件所受的拉力與重力大小相等，即F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104'N構(gòu)件在豎直方向上移動(dòng)的距離s=30m所以，拉力做的功W=Fs=1.5×104N×30m=4.5×105J（2）拉力的方向豎直向上。構(gòu)件在水平方向上移動(dòng)了3m，但在豎直方向上沒有移動(dòng)距離，即s'=0。所以，拉力做的功W'=Fs'=0在豎直上升階段，拉力做的功為4.5×105J。在水平運(yùn)動(dòng)階段，拉力做的功為0。思考問題，進(jìn)入情景，引出功的計(jì)算問題。分析討論事例，知道影響做功多少的因素。與老師一起共同歸納得出比較功的大小的方法，會(huì)計(jì)算功的大小。知道功的定義、公式、單位，1焦的大小。比較兩位和尚做功的大小，加深理解。知道運(yùn)用功的公式時(shí)注意的一些問題。知道克服阻力做功的含義，并且會(huì)進(jìn)行計(jì)算。觀看視頻，對(duì)功的計(jì)算進(jìn)一步鞏固。做例題3，能應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，同時(shí)知道做功的兩個(gè)因素。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.下列事例中，人對(duì)物體做功的是（）A．用300N的力推汽車，汽車沒動(dòng) B．提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)C．扛著米袋慢慢爬上樓梯 D．足球被踢后，在草地上滾動(dòng)一段距離【答案】C【詳解】A．用300N的力推汽車，汽車沒動(dòng)，人對(duì)汽車施加了力，但汽車沒有在該力的方向上移動(dòng)距離，所以人對(duì)汽車沒有做功，故A不符合題意；B．提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，人給水桶的力豎直向上，與水桶通過(guò)的距離垂直，所以人對(duì)水桶沒有做功，故B不符合題意；C．扛著米袋慢慢登上樓梯，人對(duì)米袋施加了向上的支持力，且米袋在該力的方向上移動(dòng)了距離，所以人對(duì)米袋做了功，故C符合題意；D．足球被踢后，腳不再對(duì)足球有力的作用，足球在草地上滾動(dòng)一段距離，人對(duì)足球沒有力的作用，故D不符合題意。故選C。2.如圖，在整修寺廟過(guò)程中，甲和尚將一捆重400牛的木頭提到了較矮的廟墻上，乙和尚把一籃重150牛的瓦片提到了較高的房檐上。根據(jù)以上情景，小明和小紅就甲、乙兩個(gè)和尚所做功的多少進(jìn)行了討論。小明的觀點(diǎn)是：“甲和尚做功多，因?yàn)樗玫牧Υ蟆?；小紅的觀點(diǎn)是：“乙和尚做功多，因?yàn)樗崞鸬木嚯x大”，你認(rèn)為小明的觀點(diǎn)______，小紅的觀點(diǎn)______，（均選填“正確”或“錯(cuò)誤”），你的觀點(diǎn)是_____?！敬鸢浮垮e(cuò)誤，錯(cuò)誤，見解析?！驹斀狻扛鶕?jù)題意可知，甲和尚和乙和尚所提物體的重力已知，而甲、乙移動(dòng)物體的距離關(guān)系沒有確定，根據(jù)W=Fs可知，甲、乙兩人做功的多少無(wú)法判斷。3.如圖所示，冬奧會(huì)冰壺比賽上，冰壺從出發(fā)點(diǎn)A被運(yùn)動(dòng)員推著運(yùn)動(dòng)6m后，在B點(diǎn)被推出，沿冰道運(yùn)動(dòng)30m到O點(diǎn)停下來(lái)。冰壺離開手后還能夠繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)楸鶋鼐哂?。若運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺的推力是10N，冰壺滑行時(shí)受到的摩擦力為2N，從A點(diǎn)到O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺做功J，冰壺克服摩擦做功J。【答案】慣性6072【詳解】冰壺被推出后仍向前滑行是因?yàn)楸鶋鼐哂袘T性，要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以向前繼續(xù)滑行。由圖知，從出發(fā)點(diǎn)A被運(yùn)動(dòng)員推著運(yùn)動(dòng)6m，到達(dá)投擲線，冰壺受到推力的作用，并在推力的方向上通過(guò)了距離，所以推力對(duì)冰壺做了功；而在BO階段冰壺雖然通過(guò)了一定距離，但不再受到推力的作用，運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺不做功，所以，運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺做功W＝Fs＝10N×6m＝60J冰壺克服摩擦力運(yùn)動(dòng)的距離為s′＝6m+30m＝36m冰壺克服摩擦力所做的功為W′＝fs′＝2N×36m＝72J4.一個(gè)人先后用同樣大小的力F將質(zhì)量為m的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離S（如圖所示），該力在這三個(gè)過(guò)程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說(shuō)法正確的是（）A.W1＜W2＜W3B.W1＜W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2＜W3【答案】C.【解析】在這三個(gè)過(guò)程中，人先后用的力F大小相等，沿力的方向移動(dòng)相同的距離也相等，根據(jù)W=FS可知：在這三個(gè)過(guò)程中力所做的功相等。這三個(gè)過(guò)程中外力所做的功與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況都無(wú)關(guān)。所以選C。5.在體育課上，小明看到同學(xué)們?cè)谧鲆w向上，他用生活中的測(cè)量?jī)x器測(cè)出了同學(xué)們做引體向上時(shí)，身體上升時(shí)克服重力所做的功。如圖是他測(cè)量過(guò)程的一部分，請(qǐng)你回答以下問題：（1）該同學(xué)用測(cè)量（用符號(hào)表示出該物理量）；（2）還需要的測(cè)量?jī)x器，缺少的實(shí)驗(yàn)步驟：；（3）克服重力所做功的表達(dá)式：W=?！敬鸢浮浚?）刻度