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物理八年级下册第十一章 功和机械能11.1 功精品学案及答案
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这是一份物理八年级下册第十一章 功和机械能11.1 功精品学案及答案，文件包含111功导学案-八年级物理下册同步备课系列人教版教师版docx、111功导学案-八年级物理下册同步备课系列人教版学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共22页， 欢迎下载使用。
1. 知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。能列举出生活中关于做功的实例。
2. 明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。
3. 能应用公式W=Fs进行简单的计算。
【学习重点】明确力学中功的含义。
【学习难点】判断力是否对物体做功。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 物理学中规定：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 ，就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的 ； 二是物体在 移动的距离。
3. 力不做功的三种情况：
①“劳而无功”：物体受力但没移动 ；
②“不劳无功”：有距离，但是和距离同一方向上没有 的作用，凭惯性保持继续运动，所以没有力做功；
③“垂直无功”：物体受力和移动的方向 。
4. 功的大小：
①规定：功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。公式：W = 。
②功的单位： （J）。把一个鸡蛋举高 m ，做的功大约是1J。
【合作探究】
探究一、力学中的功
1. 功的概念
（1）问题探究
探究一：观察图甲、乙所示的两种情况，找找他们活动中的共同点。
【分析】图甲是小车在推力的作用下向前移动了一段距离，图乙中的物体在绳子拉力的作用下升高了一段距离。活动中的共同点是，都对其他物体施加了 的作用，并且物体在力的方向上都移动了一段 ，力的作用都有了成效。
甲 乙
探究二：起重机提高货物的过程中，货物受到哪些力的作用？哪个力对物体的向上移动有贡献？
货物受到的力有重力G和钢丝绳竖直向上的拉力F。 对物体的向上移动有贡献。
探究三：用力F拉水平面上的小车前进，小车受到几个力的作用？哪个力对小车的运动有贡献？
【分析】小车受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F和摩擦力f； 对小车的运动有贡献。
（2）功的概念
如果一个力作用在物体上，物体在这个 移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素
（1）现象分析
①如上图甲、乙所示是力对物体做功的两个实例。这些做功的实例有什么共同点？
【分析】这些做功实例的共同点是：物体受到了力，在力的方向上移动了距离。
②如图丙、丁所示是力对物体没有做功的两个实例。力对物体为什么没有做功？
丙 人搬而未起 丁 提着滑板在水平路面上前行
【分析】这些力不做功的原因：物体受到了力，但是在力的方向上没有移动 。
（2）归纳结论
力学中的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的 ；二是物体在这个力的方向上移动了 。
3. 力对物体不做功的三种情况
（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 ，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。
（2）有距离无力（不劳无功）
物体因为 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）。
（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，也通过了距离，但通过的距离与力的方向 ，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）。
提着滑板在水平路面前进 托着食品盘送菜
【总结】力对物体没有做功的三种情况：
【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】如图所示的四种情形中，对力是否做功判断正确的是（ ）
A．甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走，人对滑板做了功
B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车做了功
C．丙图中人用力搬石头但石头未被搬动，人对石头做了功
D．丁图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功
探究二、功的计算
1. 功及其计算公式
（1）观察思考
①如下图所示，甲把重为500N的石料提到了2m；乙把重为200N的瓦片提到了6m。甲与乙都在做功，怎样比较他们做功的大小呢？
②如上图所示，是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景，请仔细观察，思考问题。甲与乙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？甲与丙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？
【分析】甲与乙两次， 做功多；因为力相等，乙通过的距离 。甲与丙两次， 做功多；因为通过的距离相等，丙用的 大。
【总结】作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力所做的功越 。
（2）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 。
（3）计算公式
功＝力×距离 W = ；F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。
（4）功的单位
在国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，则功的单位是N•m，它有一个专门的名称叫做 ，简称焦，符号是J。
1 J＝1 N•m
把1个鸡蛋举高 m，做的功大约是1J。
想一想：你现在可以比较两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. 公式的应用
（1）公式变形
由功的计算公式W=Fs可知，已知三个物理量中的任意两个，可求第三个。
①求作用在物体上的力：F = _________
②求在力的方向上移动的距离： s = _______
式中物理量全部用国际单位制。
（2）F与s具有同时性
即在受力的同时移动了距离，移动距离的同时受了力。公式W=Fs中的F是使物体沿力F的方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
（3）F与s具有同向性
公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F的方向上通过的距离。例如：运动员用500N的力将足球踢出20m，若用公式W=Fs =500N×20m=10000J计算，结果是错误的，因为踢球的力的作用距离不是20m，要计算运动员对球做的功，关键看脚推动球前进的距离是多少。
（4）F与s具有同体性：即F与s对应同一个研究对象。
3. 关于克服阻力做功
物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。
例如，在水平面上推动物体前进时，要克服 做功；提高物体时要克服 做功。
人在爬楼梯时，要克服自己的重力做功，计算做功的大小时，应该用人的重力G乘以楼梯的竖直高度h，即W=Gh。
【例题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雪地中匀速前行，将原木运到了500m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。
【例题4】如图5所示，小兰的质量为45kg，书包的质量为5kg，沿着楼梯登上三楼教室，若每层楼梯有15级台阶，每级台阶高20cm，问小兰从地面登上三楼需做多少功？（g=10N/kg）
【精讲点拨】
1. 三种不做功的典型情况
（1）“有力无距离”：有力的作用，但是物体在力的方向上移动的距离为零。
（2）“有距离无力”：有移动的距离，但是物体在移动距离的方向上不受力的作用。
（3）“力和距离方向垂直”：有力，也有移动的距离，但是力和距离的方向是相互垂直的。
2. 计算功的方法
在应用公式W=Fs进行解题时，一定要注意F与s的对应性；即F与s对应同一个研究对象；物体受力的同时要移动距离，在移动距离的同时要受力，s是物体在F的作用下移动的距离，二
者的方向不能垂直。
3. 克服阻力做功
如果物体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。比如克服重力做功时，克服摩擦力做功。
4. 判断重力是否做功的方法
重力的方向始终是竖直向下的，在判断重力是否做功或是否克服重力做功时，只要看物体是否在
竖直方向上移动了距离即可。即只要物体的高度发生了变化，那么重力就做了功或者克服重力做了功，且功的大小为W=Gh（G为重力）。
5. 从能量转化的角度理解功的含义
做功的过程伴随着能量转化的过程。例如风力发电机，风通过对叶轮做功把机械能转化为电能，做了多少功，就有多少机械能发生了转化，就转化成多少电能，所以说功是能量转化的量度。
【归纳整理】
第1节 功
【课堂练习】
1．下列情况下，小明对物理课本做了功的是 （ ）
A. 阅读静止在桌面上的物理课本
B. 水平推物理课本，但未推动
C. 物理课本自由下落的过程
D. 将物理课本从地面捡起的过程
2. 如图，在整修寺庙过程中，甲和尚将一捆重400牛的木头提到了较矮的庙墙上，乙和尚把一篮重150牛的瓦片提到了较高的房檐上．根据以上情景，小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。小明的观点是：“甲和尚做功多，因为他用的力大"；小红的观点是：“乙和尚做功多，因为他提起的距离大”，你认为小明的观点______ ，小红的观点______ ，（均选填“正确”或“错误”），你的观点是_____。
3. 下列所示现象中，力对物体做功的是（ ）
A．图甲：用力搬石头，没有搬动
B．图乙：用力提着滑板在水平路面上前行
C．图丙：用力将木箱推到斜面的顶端
D．图丁：用力举着杠铃在空中不动
4. 小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的小车在水平地面上前进了2 m，松开手后，小车仍向前滑行了1 m，整个过程中小明做功____J，小车的重力做功____J。
5. 一个人先后用同样大小的力F 将质量为m的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A. W1＜W2＜W3 B. W1＜W2 = W3
C. W1 = W2 = W3 D. W1= W2＜W3
6. 如图所示，甲、乙两同学各用水平推力推一相同的木箱，甲推的木箱下面有轮子，乙推的木箱直接放在同样的水平地面上，若甲、乙都把木箱匀速向前推了1m的距离，则甲、乙两同学做的功 （ ）
A．甲做的功多 B．乙做的功多
C．甲、乙做的功一样多 D．无法确定
甲 乙
7．为了在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。
（1）先开始跳绳。如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？
（2）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。试问：测试中，成绩好的同学做功一定多吗？说出你的理由。
8. 钓鱼岛自古以来就是中国国有领土，早在明朝1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛．如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛巡航的示意图（海水密度取1.02×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）该船满载时排水量为3400t，则船受到的重力和浮力各为多少？
（2）当该公务船以45km/h的速度匀速航行6h，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？不做功的情况
分析
事例
①有力无距离
有力作用在物体上，但物体没有通过距离，也叫“劳而无功”.
人用力但没有搬起石头，对石头没有做功.
②有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用，由于惯性通过一段距离，没有力做功，也称“不劳无功”.
足球离开脚后在水平面上继续滚动一段距离，人对足球没有做功.
③力与距离的方向垂直
物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与受力的方向垂直.
足球在地面上滚动，重力与支持力对足球没有做功.
1. 知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。能列举出生活中关于做功的实例。
2. 明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。
3. 能应用公式W=Fs进行简单的计算。
【学习重点】明确力学中功的含义。
【学习难点】判断力是否对物体做功。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 物理学中规定：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 ，就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的 ； 二是物体在 移动的距离。
3. 力不做功的三种情况：
①“劳而无功”：物体受力但没移动 ；
②“不劳无功”：有距离，但是和距离同一方向上没有 的作用，凭惯性保持继续运动，所以没有力做功；
③“垂直无功”：物体受力和移动的方向 。
4. 功的大小：
①规定：功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。公式：W = 。
②功的单位： （J）。把一个鸡蛋举高 m ，做的功大约是1J。
【合作探究】
探究一、力学中的功
1. 功的概念
（1）问题探究
探究一：观察图甲、乙所示的两种情况，找找他们活动中的共同点。
【分析】图甲是小车在推力的作用下向前移动了一段距离，图乙中的物体在绳子拉力的作用下升高了一段距离。活动中的共同点是，都对其他物体施加了 的作用，并且物体在力的方向上都移动了一段 ，力的作用都有了成效。
甲 乙
探究二：起重机提高货物的过程中，货物受到哪些力的作用？哪个力对物体的向上移动有贡献？
货物受到的力有重力G和钢丝绳竖直向上的拉力F。 对物体的向上移动有贡献。
探究三：用力F拉水平面上的小车前进，小车受到几个力的作用？哪个力对小车的运动有贡献？
【分析】小车受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F和摩擦力f； 对小车的运动有贡献。
（2）功的概念
如果一个力作用在物体上，物体在这个 移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
2. 做功的两个必要因素
（1）现象分析
①如上图甲、乙所示是力对物体做功的两个实例。这些做功的实例有什么共同点？
【分析】这些做功实例的共同点是：物体受到了力，在力的方向上移动了距离。
②如图丙、丁所示是力对物体没有做功的两个实例。力对物体为什么没有做功？
丙 人搬而未起 丁 提着滑板在水平路面上前行
【分析】这些力不做功的原因：物体受到了力，但是在力的方向上没有移动 。
（2）归纳结论
力学中的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的 ；二是物体在这个力的方向上移动了 。
3. 力对物体不做功的三种情况
（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 ，力对物体没有做功（力的作用没有成效）。
（2）有距离无力（不劳无功）
物体因为 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）。
（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，也通过了距离，但通过的距离与力的方向 ，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）。
提着滑板在水平路面前进 托着食品盘送菜
【总结】力对物体没有做功的三种情况：
【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】如图所示的四种情形中，对力是否做功判断正确的是（ ）
A．甲图中人提着滑板在平直的道路上匀速行走，人对滑板做了功
B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车做了功
C．丙图中人用力搬石头但石头未被搬动，人对石头做了功
D．丁图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功
探究二、功的计算
1. 功及其计算公式
（1）观察思考
①如下图所示，甲把重为500N的石料提到了2m；乙把重为200N的瓦片提到了6m。甲与乙都在做功，怎样比较他们做功的大小呢？
②如上图所示，是起重机把每一个重力都相同的货物提高的情景，请仔细观察，思考问题。甲与乙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？甲与丙两次，哪一次做功多？你判断的理由是什么？
【分析】甲与乙两次， 做功多；因为力相等，乙通过的距离 。甲与丙两次， 做功多；因为通过的距离相等，丙用的 大。
【总结】作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力所做的功越 。
（2）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 。
（3）计算公式
功＝力×距离 W = ；F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。
（4）功的单位
在国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，则功的单位是N•m，它有一个专门的名称叫做 ，简称焦，符号是J。
1 J＝1 N•m
把1个鸡蛋举高 m，做的功大约是1J。
想一想：你现在可以比较两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. 公式的应用
（1）公式变形
由功的计算公式W=Fs可知，已知三个物理量中的任意两个，可求第三个。
①求作用在物体上的力：F = _________
②求在力的方向上移动的距离： s = _______
式中物理量全部用国际单位制。
（2）F与s具有同时性
即在受力的同时移动了距离，移动距离的同时受了力。公式W=Fs中的F是使物体沿力F的方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
（3）F与s具有同向性
公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F的方向上通过的距离。例如：运动员用500N的力将足球踢出20m，若用公式W=Fs =500N×20m=10000J计算，结果是错误的，因为踢球的力的作用距离不是20m，要计算运动员对球做的功，关键看脚推动球前进的距离是多少。
（4）F与s具有同体性：即F与s对应同一个研究对象。
3. 关于克服阻力做功
物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。
例如，在水平面上推动物体前进时，要克服 做功；提高物体时要克服 做功。
人在爬楼梯时，要克服自己的重力做功，计算做功的大小时，应该用人的重力G乘以楼梯的竖直高度h，即W=Gh。
【例题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雪地中匀速前行，将原木运到了500m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。
【例题4】如图5所示，小兰的质量为45kg，书包的质量为5kg，沿着楼梯登上三楼教室，若每层楼梯有15级台阶，每级台阶高20cm，问小兰从地面登上三楼需做多少功？（g=10N/kg）
【精讲点拨】
1. 三种不做功的典型情况
（1）“有力无距离”：有力的作用，但是物体在力的方向上移动的距离为零。
（2）“有距离无力”：有移动的距离，但是物体在移动距离的方向上不受力的作用。
（3）“力和距离方向垂直”：有力，也有移动的距离，但是力和距离的方向是相互垂直的。
2. 计算功的方法
在应用公式W=Fs进行解题时，一定要注意F与s的对应性；即F与s对应同一个研究对象；物体受力的同时要移动距离，在移动距离的同时要受力，s是物体在F的作用下移动的距离，二
者的方向不能垂直。
3. 克服阻力做功
如果物体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。比如克服重力做功时，克服摩擦力做功。
4. 判断重力是否做功的方法
重力的方向始终是竖直向下的，在判断重力是否做功或是否克服重力做功时，只要看物体是否在
竖直方向上移动了距离即可。即只要物体的高度发生了变化，那么重力就做了功或者克服重力做了功，且功的大小为W=Gh（G为重力）。
5. 从能量转化的角度理解功的含义
做功的过程伴随着能量转化的过程。例如风力发电机，风通过对叶轮做功把机械能转化为电能，做了多少功，就有多少机械能发生了转化，就转化成多少电能，所以说功是能量转化的量度。
【归纳整理】
第1节 功
【课堂练习】
1．下列情况下，小明对物理课本做了功的是 （ ）
A. 阅读静止在桌面上的物理课本
B. 水平推物理课本，但未推动
C. 物理课本自由下落的过程
D. 将物理课本从地面捡起的过程
2. 如图，在整修寺庙过程中，甲和尚将一捆重400牛的木头提到了较矮的庙墙上，乙和尚把一篮重150牛的瓦片提到了较高的房檐上．根据以上情景，小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。小明的观点是：“甲和尚做功多，因为他用的力大"；小红的观点是：“乙和尚做功多，因为他提起的距离大”，你认为小明的观点______ ，小红的观点______ ，（均选填“正确”或“错误”），你的观点是_____。
3. 下列所示现象中，力对物体做功的是（ ）
A．图甲：用力搬石头，没有搬动
B．图乙：用力提着滑板在水平路面上前行
C．图丙：用力将木箱推到斜面的顶端
D．图丁：用力举着杠铃在空中不动
4. 小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的小车在水平地面上前进了2 m，松开手后，小车仍向前滑行了1 m，整个过程中小明做功____J，小车的重力做功____J。
5. 一个人先后用同样大小的力F 将质量为m的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A. W1＜W2＜W3 B. W1＜W2 = W3
C. W1 = W2 = W3 D. W1= W2＜W3
6. 如图所示，甲、乙两同学各用水平推力推一相同的木箱，甲推的木箱下面有轮子，乙推的木箱直接放在同样的水平地面上，若甲、乙都把木箱匀速向前推了1m的距离，则甲、乙两同学做的功 （ ）
A．甲做的功多 B．乙做的功多
C．甲、乙做的功一样多 D．无法确定
甲 乙
7．为了在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。
（1）先开始跳绳。如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？
（2）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。试问：测试中，成绩好的同学做功一定多吗？说出你的理由。
8. 钓鱼岛自古以来就是中国国有领土，早在明朝1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛．如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛巡航的示意图（海水密度取1.02×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）该船满载时排水量为3400t，则船受到的重力和浮力各为多少？
（2）当该公务船以45km/h的速度匀速航行6h，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？不做功的情况
分析
事例
①有力无距离
有力作用在物体上，但物体没有通过距离，也叫“劳而无功”.
人用力但没有搬起石头，对石头没有做功.
②有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用，由于惯性通过一段距离，没有力做功，也称“不劳无功”.
足球离开脚后在水平面上继续滚动一段距离，人对足球没有做功.
③力与距离的方向垂直
物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与受力的方向垂直.
足球在地面上滚动，重力与支持力对足球没有做功.
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