初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）功教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）功教学设计，共16页。教案主要包含了播放图片，提出问题，播放视频等内容，欢迎下载使用。
年级
八年级
授课时间
课题
11.1 功
教学
目标
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。
教材
分析
解决力学问题时，如果从能量角度研究，有时会更简便。研究功的重要意义在于，可以通过做功研究能量的变化，为研究能量转化过程奠定定量分析的基础。对功的概念的认识水平直接影响能的概念的形成和功能关系的建立。
本节内容由“力学中的功”和“功的计算”两部分构成。其中，“力学中的功”通过研究工作是否有成效使学生认识到做功包含的两个必要因素，为功的计算打好基础。“功的计算”明确了功的计算方法，从定量的角度研究功。
本节教学的重点是明确力学中功的含义，难点是判断力是否对物体做功。教师可以引导学生通过对生活实例的辨析，对做功有初步认识。教学中，可以利用教科书“想想议议”栏目中的实例，区分力是否对物体做功，认识做功包含的两个必要因素，并强调力的方向与物体移动方向一致。要求学生能应用公式W=Fs进行简单的计算。
教学
器材
多媒体ppt，包含视频：《物理学中的功》、《不做功的三种情况》、《功的计算》、《功》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【播放图片，提出问题】
（1）中国文化博大精深，很多字在不同的地方有着不同的含义，比如说“功”这个字，在“有功之臣”、“劳苦功高”这些词语中，功表示功劳；在“事半功倍”、“大功告成”这些词语中，功表示成效。那么在物理学中的“功”又是什么含义呢？
（2）如图（a）所示，甲、乙两和尚要把建筑材料提到屋顶上去，结果甲提上去了；乙虽然也用了力，但是没有提上去。他们的工作成效一样吗？

图（a） 图（b）
（3）如图（b）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。他们的工作成效一样吗？怎样比较他们的工作成效？
今天我们一起学习有关知识——《11.1功》。
观看图片，思考问题，进入情景，主动参与到课堂学习中。
学习新课 一、力学中的功
1. 功的概念
（1）问题探究

甲 乙
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力的作用，并且物体在力的方向上都移动了一段距离，力的作用都有了成效。
探究二：起重机把货物提高的过程中，货物受到哪些力的作用？哪个力对物体的向上移动有贡献？
【分析】货物受到的力有重力G和钢丝绳竖直向上的拉力F。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，则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、摩擦力f；拉力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，物体在这个力的方向上移动了一段距离，在物理学中就说这个力对物体做了功。
【播放视频】——《物理学中的功》
2. 做功的两个必要因素
（1）现象分析
①如上图图甲、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距离。
（2）结论：力学中的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。
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，即物体没有通过距离，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）
物体因为惯性通过一段距离，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垂直，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：
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.
【播放视频】——《力不做功的三种情况》
【例题1】下列关于功的各种说法中，正确的是（ D ）
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
【解析】如果一个物体在力的作用下，并且在这个力的方向上移动了距离，力对物体才能做功。A、B、C选项中都不符合做功的两个必要因素，所以是错误的。
D选项中，有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，所以该力就一定做功。所以选D.
【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
【答案】B.
【解析】A．甲图人提滑板在平直的路面上行走，人对滑板施加了竖直向上的力的作用，但滑板没有在力的方向上通过距离，所以人对滑板不做功，故A错误；
B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，货车沿着推力的方向通过了距离，所以人对货车做了功，故B正确；
C．丙图中人用力搬石头但石头仍保持静止，人对石头施加了力，石头没有在力的方向上通过距离，所以人对石头没有做功，故C错误；
D．丁图中足球离开脚后由于惯性继续在空中飞行的过程中，足球不再受人的踢力，所以人对足球没有做功，故D错误。
所以选B.
思考图中几种情况中的共同点并回答。
与老师一起分析实例，建立功的概念。
知道力学中做功的含义。
观看视频，理解功的含义。
进行交流讨论，找出甲、乙做功的共同点。
进行交流讨论，找出丙、丁事例不做功的原因。
总结出做功的两个必要因素。

分析交流六个事例，归纳出不做功的三种情况。
观看视频，进一步认识不做功的三种情况.
做例题1与例题2，会运用做功包含的两个必要因素，能判断出力是否对物体做功。
学习新课 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，请同学们仔细观察，思考下面的问题。
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，乙做功多。因为力相等，乙通过的距离大。甲与丙两次，丙做功多。因为通过的距离相等，丙用的力大。
【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，力所做的功越多。
（2）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
（3）计算公式：功＝力×距离 W = Fs
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焦耳，简称焦，符号是J。
1 J＝1 N•m
1 N的力使物体在力的方向上通过1m的距离时所做的功为1 J。
把1个鸡蛋举高2m，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 =WS
②求在力的方向上移动的距离： s =WF
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
如果物体在力的作用下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，要克服摩擦力做功；提高物体时要克服重力做功。
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。
【答案】4×105J。
【解析】雪橇在平直的雪地匀速前行，则马的水平拉力与摩擦力是平衡力
F拉=F摩=800N
雪橇沿水平拉力的方向移动的距离s=3000m
所以马的水平拉力做的功 W=Fs=800N×500m=4×105J
【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）
【答案】3000J。
【解析】小兰与包的总重力 G=（m人+m包）g =50kg×10N/kg=500N
从地面登上三楼升高的高度 s=15×2×20cm=600cm=6m
则需做功 W=Fs=Gs=500N×6m=3000J
分析讨论两个①与②实例，知道影响做功多少的因素。
与老师一起共同归纳得出比较功的大小的方法，会计算功的大小。

会知道功的定义、公式、单位，会计算功。
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。
知道运用运用功的公式时注意的一些问题。

知道克服阻力做功的含义，会进行计算。
做例题3，能应用公式W=Fs进行简单的计算。
做例题4，会计算物体克服重力做的功。
课
堂
练
习
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
【答案】D
【解析】A. 阅读静止在桌面上的课本，人没有施加力，课本也没有移动距离，所以小明对课本没有做功，故A不符合题意；
B. 水平推课本，未推动，所以对课本没有做功，故B不符合题意；
C. 物理课本自由下落的过程中，受重力作用，课本沿重力方向通过了距离，因此重力对课本做了功，但人对课本没有做功，故C不符合题意；
D. 将物理课本从地面捡起的过程中，人对课本有力的作用，课本在力的方向上移动了距离，所以小明对课本做了功。
所以选D。
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_____。
【答案】错误，错误，见解析。
【详解】根据题意可知，甲和尚和乙和尚所提物体的重力已知，而甲、乙移动物体的距离关系没有确定，根据W=Fs可知，甲、乙两人做功的多少无法判断．
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
【答案】C。
【解析】A．用力搬石头，没有搬动，人对石头施加力的作用，但石头在力的方向上没有移动距离，人对石头没有做功，故A不符合题意；
B．用力提着滑板在水平路面上前行，人对滑板施加的力竖直向上，滑板在力的方向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故B不符合题意；
C．用力将木箱推到斜面的顶端，木箱在力的方向上移动了距离，所以人对木箱做功，故C符合题意；
D．用力举着杠铃在空中不动，人对杠铃施加力的作用，杠铃在力的方向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，故D不符合题意。
所以选C.
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。
【答案】80；0.
【解析】小明所做的功 W=FS=GS=40N×2m=80J
松开手后，小车由于惯性仍向前滑行了1 m，没有力做功；重力的方向与运动方向垂直，重力不做功。
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
【答案】C.
【解析】在这三个过程中，人先后用的力F大小相等，沿力的方向移动相同的距离也相等，根据W=FS可知：在这三个过程中力所做的功相等。
这三个过程中外力所做的功与物体的运动状态、受力情况都无关。
所以选C。
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
【答案】B.
【解析】因为甲木箱下面有轮子，摩擦力小，甲对物体的作用力小；乙推的木箱直接放在同样的水平地面上，乙对物体的作用力大，F乙＞F甲。
甲、乙都把木箱匀速向前推了1m的距离，根据功的计算公式W=Fs可知，乙对物体所做的功多。
所以选B。
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。
【答案】（1）30J；（2）见解析。
【解析】（1）小雨的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
他每跳一次需克服重力做的功 W=Fs=600N×5×10-2m=30J
（2）相同时间内做功多少与重力大小、跳起高度、跳起次数有关，而本题中只明确了次数关系，重力和高度的关系都不明确，无法得出明确结论，所以得分高的同学做的功不一定多。
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？
【答案】（1）3.4×107N，3.4×107N；（2）4.59×1011J。
【详解】（1）已知m排=3400t=3.4×106kg
根据阿基米德原理，公务船所受到的浮力：
F浮=G排=m排g=3.4×106kg×10N/kg=3.4×107N
由于船处于漂浮，浮力与重力是平衡力，所以
G=F浮=3.4×107N；
（2）船通过的路程为：s=vt=45km/h×6h=270km=2.7×105m
由于船匀速行驶，则船受到的动力
F=f=0.05G=0.05×3.4×107N=1.7×106N
动力所做的功：W=Fs=1.7×106N×2.7×105m=4.59×1011J
课
堂
小
结
第1节 功
板
书
设
计
第1节 功
一、力学中的功
1. 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，在物理学中就说这个力对物体做了功。
2. 力学中的功包括两个必要因素：
一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。
3.力对物体不做功的三种情况
（1）有力无距离；（2）有距离无力；（3）力与运动距离的方向垂直。
二、功的计算
1. 功：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
2. 计算公式：功＝力×距离 W=Fs
3. 功的单位：焦，符号是J
4. 公式变形：
（1）求作用在物体上的力：F=W/s；
（2）求在力的方向上移动的距离：s=W /F
作 业