2020-2021学年3 功与机械效率教案

5.3 功与机械效率

【教学目标】

1．结合实例认识机械功的概念，理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式并能进行相关的计算。

2．通过对生活中的实际例子的解释，让学生体会到物理知识的迁移和应用。

【教学重难点】

理解做功的两个必要因素，能正确地理解、计算功。

【教学过程】

一、引入新课

利用PPT展示一组中外古代劳动人民的建筑杰作，如金字塔、帕特农神庙、英国巨石阵等，让学生猜是什么，提问：这些巨大的石块怎么垒上去？

学生：利用简单机械。

展示图片：古代纺织机、投石机、诸葛连弩等，请学生找一找出现了什么简单机械。

视频介绍诸葛亮的木牛流马及现代人的仿制。

设置问题：张飞请教诸葛亮怎么把一块2000牛重的大石头放到2米高的地方。

学生纷纷想办法。

二、新课学习

（一）斜面。

学生实验：先用弹簧测力计直接把5牛重的钩码升高10厘米，再通过斜面将此钩码拉升到相同高度，比较两次弹簧测力计的示数变化。

结论：使用斜面可以省力。

请学生找一找生活中的斜面。

图片展示：生活中的斜面。

以下我们要通过物理小实验，借此来理解物理学中的“功”，为此我们演示实验并归纳得出功的两个必要因素。

板书1．功的两个必要因素：

演示：教师用不同颜色的粉笔在黑板上标出箭头及F、s。

指出：F这个力作用在物体上，而且在这个F力的作用下，有了通过一段距离s的成效，那么，力和运动具有这种关系的，物理学里就说这个拉力做了功。任何一种机械在工作时，都必须对工作对象施以力的作用，还必须使工作对象沿着力的方向移动一段距离。

如果对物体用了力，并使物体沿力的方向移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了机械功。就像物体在F的作用下，沿着力的方向向上移动了距离s。我们就说力F对物体做了功。

请学生总结归纳做功的两个必要因素。

板书：功等于作用在物体上的力与物体沿力方向通过的距离的乘积。用F表示力，s表示物体沿力的方向通过的距离，W表示功。功可以表示为_____________。还记得力和距离的单位各是什么吗？你能推断出功的单位吗？

单位：力的单位是N，距离的单位是m，公的单位就是N？

m，叫做焦耳，简称焦（J）。

1J=1N·m。

（二）做功。

我们知道了做功的两个重要因素，那到底怎样判断是不是做功了呢？请同学注意以下的情境，看这些物体或者力是否对物体做功了？看谁能准确无误地掌握了功的两个因素。

1．小花用力推一块大石头，但没有推动。

因为石头没被推动，所以在力的方向上没有距离，也就是说小明并没有对大石头做功。

2．踢出去的足球，滚动了34米的距离。

足球被踢出去之后，是依赖惯性滚动，在滚动的方向上没有受到外力的作用，没有做功。

3．手提砝码在水平方向上匀速地移动了一段距离。

（三）功的计算：

在计算功时，找到力的大小和对应方向上移动的距离，相乘就可以得到功的大小。

三、学生实验

先用弹簧测力计直接把5牛重的钩码升高10厘米，再通过斜面将此钩码拉升到相同高度，比较两次弹簧测力计的示数变化。

四、学生练习

一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？

测试：

下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功：

（1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起。

（2）人再一次用力把箱子提起。

（3）人用力提着皮箱在原地不动。

（4）人提着箱子在水平路面上走了50米。

（5）人提着箱子站在水平匀速行驶的汽车上。

（6）人把箱子放在电梯上，电梯从1楼上升到10楼。

（7）人提着皮箱在电梯中上升。

【作业布置】

已知马车重3000牛，匀速行驶时，受到的阻力为重力的0.2倍，马拉着车匀速行驶100米，拉力做多少功？