初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第一节 机械功公开课教学ppt课件

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1.知道机械功，能用生活实例说明机械功的含义，能了解身边的一些力做功的估计值。2.能将机械功与日常生活结合起来。
能从做功的必要因素方面，来判断生活中做不做功的实例。
看一看 想一想 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？
本节我们将学习与此相关的内容。
一 做功了吗 想一想 议一议：上述现象的共同点是： 有力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上移动了一段距离。
一 做功了吗 1.功的概念： 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（wrk），用字母W表示。 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。 上述现象中，吊车钢索的拉力对重物做了功，汽车的牵引力对汽车也做了功。
一 做功了吗 1.功的概念：
一 做功了吗 物理聊吧： 如图所示，小明提水在水平路面匀速平稳前行，小明对水桶的拉力做功了吗？为什么？如图所示，人用力推车，但车未动。推力做功了吗？为什么？请大家讨论交流以上问题。
一 做功了吗 2.做功的两个必要条件： 如果物体做功需满足两个条件：有作用在物体上的力；物体在这个力的方向上移动一段距离。 上述两种情况中，物体在受力方向上移动的距离为零，所以拉力和推力做功都为零。
一 做功了吗 3.不做功的三种典型情况： （1）有力，但是在力的方向上通过的距离为零。
一 做功了吗 3.不做功的三种典型情况： （2）有距离，但是和距离同一方向上没有力的作用。
一 做功了吗 3.不做功的三种典型情况： （3）有力，也有距离，但是力和距离方向是相互垂直的。
一 做功了吗 3.不做功的三种典型情况：
一 做功了吗 小试牛刀： 判断下列情况是否做功？
一 做功了吗 小试牛刀： 判断下列情况是否做功？
二 做了多少功 想一想 议一议：在生产生活中，人们通常不仅要判断力对物体是否做功，还希望了解做了多少功。 力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？ 1.功的计算： 物理学中规定，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。
二 做了多少功 2.功的计算公式： 功=力×距离 W=FS W：功，F：力，s：力方向上移动的距离。
二 做了多少功 3.功的单位： 焦耳，简称焦，用符号J表示。 在国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m。为了纪念英国物理学家焦耳，人们用他的名字作为功的单位，即焦耳，简称焦，用符号J表示，1 J = 1 N·m。 1焦耳表示：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。
二 做了多少功 4.功的计算注意事项： （1）公式中的S必须是沿F的方向通过的距离。 （2）公式中F与S 的单位必须是N与m，这样功的单位才是J。 （3）F、S 必须具有同时性和同一性。 即F 、S 是指同一物体受到的力和在力的方向上运动的距离。
二 做了多少功 5.常见功的估测： （1）将两个鸡蛋举高1 m，做功约1 J； （2）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举过头顶，做功约10 J； （3）将一袋10 kg的大米从地面扛到肩上，做功约150 J。 你能尝试运用功计算公式对上面估测进行计算吗？
二 做了多少功 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）
二 做了多少功 分析： 货物在被叉车缓慢举高的过程中，叉车对货物的支持力的做功过程如图所示。货物缓慢上升，可视为处于平衡状态。由二力平衡条件可求出支持力，再由功的计算公式，求出支持力所做的功。
二 做了多少功 解：由题意，货物质量：m = 300 kg， 货物在支持力的方向移动的距离：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功。
二 做了多少功 讨论： 上述问题中，若叉车先将货物缓慢举高后，又在水平方向匀速移动一段距离，将货物放到货架上。在这个过程中，叉车对货物的支持力是否一直在做功？为什么？
二 做了多少功 6.科学书屋：焦耳 焦耳（1818—1889）是英国物理学家，他测定了热和机械功之间的当量关系。此外，他在电学和磁学方面也有贡献，而且对蒸汽机的发展做了不少有价值的工作，还率先计算了气体分子的速度。人们为了纪念他对科学发展的贡献，以他的名字“焦耳”来命名功和能量的单位。
①定义：力和物体在力的方向上移动距离的乘积。 ②必要因素：有力作用在物体上；并且物体在力的方向上 通过了距离。 ③不做功情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 ①公式：W=FS。 ②单位：焦耳（J）。 ③公式应用注意事项： ④常见功的估测：
【例题1】运动员再将篮球投出，篮球离开手后，继续向上运动，是因为篮球具有 ；篮球离开手后，手对篮球 （选填“做功”或“不做功”）。
【解析】篮球离开手后，由于具有惯性，篮球仍保持原来的运动状态，继续向上运动。做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动一定的距离。篮球离开手后，手对其没有作用力，故手对篮球不做功。
【例题2】如图所示，水平桌面上放一物体A，物体A在3N的水平推力F的作用下，运动0.2m，从甲图位置运动到乙图位置，在此过程中，推力F对物体A做功 J， 物体A受到桌面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】[1]由题意可知，物体A运动的距离为s=0.2m，推力F=3N，故由W=Fs可得，在此过程中推力F对物体A做的功为W=Fs=3N×0.2m=0.6J[2]在此过程中，物体A与桌面之间的压力和粗糙程度均不变，故可知物体A受到桌面的滑动摩擦力不变。
【例题3】下列有关功的说法正确的是（    ）A．用力推车没有推动，人对车也做了功B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
【解析】A．用力推车没有推动，只有力没有移动距离，人对车没有做了功，故A错误；B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确；C．运动员举起杠铃在空中静止不动，运动员对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功，故C错误；D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。
【例题4】小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是（　　）A．这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100NB．这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000JC．这一过程中小车的速度为1m/sD．这一过程中小车对地面的压力一定等于500N。
【解析】AD．小车在拉力的作用下，匀速直线运动，小车受到的斜向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的支持力及沿水平方向的摩擦力的作用，这几个力是平衡力。因为拉力是斜向上的，所以摩擦力的大小不等于拉力，不等于100N，支持力与重力也不等，不等于500N，故AD错误；B．拉力的方向斜向上，在拉力的方向移动10m的距离时，拉力所做的功为1000J，但移动的距离10m不是在力的方向上，所以拉力所做的功不等于1000J，故B错误；C．小车的速度为1m/s， 故C正确。
【例题5】在劳动实践活动中，小明在平直的道路上用推车运送小麦，如图所示，他用60N的水平推力推着推车，以1m/s的速度匀速前进了一段距离，所用的时间为5s，求（1）推车通过的路程；（2）推车受到的阻力；（3）推力做的功。
【解析】（1）根据V=S/t公式可得推车通过的路程为s=vt=1m/s×5s=5m（2）推车匀速运动，所受的阻力和推力是一对平衡力，大小相等f=F=60N（3）推力做的功为W=Fs=60N×5m =300J