【大单元核心素养】人教版物理八年级下册11.1《功》课件+教案+大单元教学设计

第十一章  功和机械能11.1 功物理观念:知道功的概念,理解做功的两个必要因素;能用公式进行简单的计算,知道功的单位。科学思维:经历功的概念的建立过程,提升从复杂物理现象中归纳简单物理规律的思维:经历实例分析的过程,掌握解决科学问题时把握必要因素的思维方法。科学探究:通过分析现象,体会基于现象分析和归纳得出结论的科学探究方法。科学态度与责任:通过对生活实例进行分析计算的过程中,感悟物理与生活的紧密联系;认识到分析科学问题是要把握必要因素的科学方法,养成交流合作的习惯。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；2.能判断出力是否对物体做功，能列举生活中关于做功的实例；重点难点3.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；4.能用公式 W = Fs 进行简单的计算。难点新知导入请同学们说一说，含有“功”的成语或词语，指出其中“功”的含义。 现代汉语中的“功”主要有成效、成功、贡献的意思，物理学中的“功”吸收了其中“成效”的意思，但它又有特殊的含义，这节课我们一起研究力学的“功”。新知讲解（1）在叉车举高货物的过程中，力 F 对货物的运动有贡献吗？（2）小明想把大石头移开，但没有搬起，小明对石头有成效吗？新知讲解 叉车工作的成效：使货物在这个力的方向上发生位置的移动。F 小明的工作没有成效，他虽然施加了力，但并没有使大石头移动。新知讲解1.功拉力对车做了功 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，这个力对物体做了功。 马拉车前进新知讲解标出物体受到力的方向和物体移动的方向，判断力是否做功？跳水过程中电梯上行过程中举起杠铃的过程中F力F对杠铃做功支持力对人做功重力对人做功新知讲解学生背着书包水平运动冰壶在平滑的冰面上滑行人用力推石头而没推动FF力F对石头没做功力F对书包没做功没有力做功新知讲解1.做功的两个必要因素缺一不可新知讲解分析无距离有力徒劳无功新知讲解踢出去的足球继续运动分析有距离无力不劳无功新知讲解分析有距离有力力和距离垂直劳而无功新知讲解归纳三种不做功的情况有S无F有F无SF垂直S新知讲解 例1：下列实例中，没有对物体做功的是（　　）A．小明把桌子从一楼搬到四楼 B．运动员挺举杠铃的过程C．小宇推木箱推而不动 D．运动员将弓拉弯的过程【答案】C【详解】A．小明把桌子从一楼搬到四楼，给桌子向上的力，桌子在力的方向上通过一定的距离，对桌子做功，故A不符合题意；B．运动员举起杠铃的过程中，有力作用在杠铃上，杠铃在力的方向上通过了距离，举力对物体做功，故B不符合题意；C．小宇推木箱推而不动，木箱没有在力的方向上通过距离，力对木箱没有做功，故C符合题意；D．运动员将弓拉弯的过程，弓发生形变，在力的方向上通过距离，力对弓做了功，故D不符合题意。故选C。新知讲解 例2：如图是小红交作业的情景，下列过程中小红对作业本做功的是（　　） A．抱着作业本停在教室门口 B．抱着作业本沿水平走廊行走 C．将作业本从三楼抱到四楼 D．作业本不慎滑落，下落一段距离【答案】C【详解】A．抱着作业本停在教室门口，虽然用了力但作业本没有移动距离，所以小红对作业本没有做功，故A不符合题意；B．抱着作业本沿水平走廊行走，力与距离的方向垂直，所以不做功，故B不符合题意；C．将作业本从三楼抱到四楼的过程中，小红对作业本施加了力，作业本在力的方向移动了距离，所以小红对作业本做了功，故C符合题意；D．作业本不慎滑落，下落一段距离，作业本在重力的方向上移动了距离，所以重力做了功，但小红对作业本没有施加力的作用，没做功，故D不符合题意。故选C。新知讲解 通过以上的学习，知道了做功不能离开两个必要因素，缺一不可，又知道有三种情况下不做功，那么我们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？说出你猜想的依据。新知讲解1.力学里规定，功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。2．公式： W = Fs3.公式中符号的意义及单位：W── 功 ──焦耳（J）F── 力 ──牛顿（N）S── 距离 ──米（m）1 J = 1 N∙m4．物理意义：1N的力使物体在力的方向上，通过1m的距离时所做的功为1J。新知讲解 例3：质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马拉着雪沿着平直的路面匀速前行，将原木运到了3000m外的货场。如果雪行进中受到的摩擦力是800N，求马的水平拉力做的功。解：雪橇在平直路面上做匀速直线运动，马的水平拉力F与摩擦力F摩大小相等，即F=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=800Nx3000m=2.4x106J马的水平拉力做的功是2.4x106J。新知讲解 例4：小车在100N的推力作用下，沿水平地面匀速前进了2m，撤去推力后小车继续向前运动了1m，在小车前进3m的过程中，工人对小车做的功为 J，支持力做功 J。【答案】 200 0【详解】[1]用100N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了2m，该阶段人对小车做的功为撤去推力，小车由于惯性继续向前运动，工人不再对小车用力，所以小车运动的第3米工人对小车不做功，因此在小车前进3m的过程中，工人对小车做的功为200J。[2]小车水平运动，在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小车不做功，即做功为0J。新知讲解归纳公式W＝Fs的运用注意事项:1.单位要统一：F→N,s→m,W→J。2.同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体。3.同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间。4.同向性：公式中的F与s必须在同一直线上。新知讲解电梯下行过程中人克服支持力做功阻力对汽车做负功汽车克服阻力做功支持力对人做负功课堂练习1、为缓解同学们的紧张情绪，中考前夕，老师在走廊上安装了一根横杆，挂上几串粽子，让同学们跳一跳顶一顶，寓意“奋起高粽（高中）”。如图所示，虚线ABC表示被顶中的粽子在空中的运动轨迹。下列说法正确的是（　　）A．粽子在AB段运动过程中，人对粽子做功，挂绳对粽子做功B．粽子在AB段运动过程中，人对粽子不做功，挂绳对粽子不做功C．粽子在BC段运动过程中，重力对粽子做功，挂绳对粽子做功D．粽子在BC段运动过程中，重力对粽子不做功，挂绳对粽子不做功【答案】B【详解】AB．虚线ABC表示被顶中的粽子在空中的运动轨迹，粽子在AB段运动过程中，头跟粽子已经分离，人对粽子没有力的作用，所以人对粽子不做功，此过程中，绳子处于松弛状态，即挂绳对粽子没有力的作用，所以挂绳对粽子不做功，故A错误，B正确；CD．粽子在BC段运动过程中，粽子在重力的方向移动了一定的距离，故重力对粽子做功，挂绳与粽子之间没有力的作用，所以挂绳对粽子不做功，故CD错误。故选B。新知讲解2、如图所示，图甲为一重力G=2N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上。当它受到竖直向上F=3N的拉力作用时向上运动，运动的速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N，0~3s内拉力F做功是 J。【答案】 1 2.7【详解】[1]由图可知，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用，根据平衡力的特点可得铁块受到摩擦力大小[2]铁块3s内上升的距离为拉力F做功是课堂练习3、如图所示，A、B为相同的均质物块，长为20cm，在6N力的作用下，两物体一起沿水平桌面做匀速直线运动，4s后A掉下，立即改变推力大小使B以不变的速度继续运动，直到B掉下。整个过程，推力F做的功为 J。【答案】1.2【详解】当A的中点刚好与桌面左端对齐时，A刚好掉下，A移动的距离s1＝10cm，A刚掉下时推力F做的功为AB在桌面上时，由于AB一起沿水平方向做匀速直线运动，所以AB受到的摩擦力为当A掉下后，B对桌面的压力变为AB在桌面上时AB对桌面压力的一半，由于接触面的粗糙程度不变，故B受到的摩擦力等于AB受到摩擦力的一半，A掉下后，对B的推力为当B的中点刚好与桌面左端对齐时，B刚好掉下，此时B运动的距离为20cm，推力对B做的功为整个过程中推力做的功课堂练习3、把同一小球分别放入甲、乙两杯不同的液体中，两杯中液面相平且小球静止时所处的位置如图所示，则两杯液体的密度大小关系为ρ甲 ρ乙；小球在两杯液体中受到的浮力大小关系为F甲 F乙，两个容器底受到液体的压强为p甲 p乙（以上各空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。【答案】 ＞ ＝ ＞【详解】[1]小球在甲液体中处于漂浮状态，在乙液体中处于悬浮状态，根据物体的浮沉条件可知：ρ甲＞ρ球、ρ乙＝ρ球，则两种液体的密度大小关系为：ρ甲＞ρ乙。[2]小球在甲液体中处于漂浮状态，在乙液体中处于悬浮状态，根据物体的浮沉条件可知：F甲＝G，F乙＝G，小球在两杯液体中受到的浮力大小关系为：F甲＝F乙。[3]因为ρ甲＞ρ乙，液体深度h相同，由p＝ρgh可知，液体对容器底部的压强关系为p甲＞p乙。课堂练习4、如图所示小球从斜面的A处自由滚下，在B处与小木块相撞，小球推着木块运动到D处停下，C点为BD的中点。从A到B过程，小球自身重力对小球 （选填“做”或“不做”）功；BC段木块受到的摩擦力做功为W1，CD段木块受到的摩擦力做功为W2，则W1和W2的大小关系是：W1 W2（选填“＞”“＜”或“＝”）。【答案】 做 ＝【详解】[1]从A到B过程，小球在重力的方向上由发生移动，小球自身重力对小球做功。[2]依题意得，C点为BD的中点，则BC段的距离等于CD段的距离，小球在BD段对水平面的压力大小不变，与水平面间的粗糙程度不变，小球受到水平面的摩擦力大小不变，由 得课堂练习5、用相同的力F拉一个物体先后沿光滑水平面和粗糙斜面运动，两次物体运动的距离都为s，如图所示。若物体沿光滑水平面运动时，拉力做的功为W1；物体沿粗糙斜面运动时，拉力做的功为W2，那么W1 W2（选填“>”、“=”或“＜”）。【答案】=【详解】由题知，两次拉动物体时，拉力F相同，物体运动的距离s相同，由W=Fs可知拉力做的功相同，即W1=W2。课堂练习6、如图所示，一建筑工人用150N的水平推力推小车，使小车在水平地面上以1m/s的速度水平向左匀速前进了10m。求：（1）推车运动的时间；（2）推车受到的阻力；（3）推力做的功。【答案】（1）10s；（2）150N；（3）1500J【详解】解：（1）推车运动的时间（2）推车时小车匀速直线运动，水平方向所受的阻力和水平推力是一对平衡力，所以阻力f=F=150N（3）推力做的功W=Fs=150N×10m=1500J板书设计1.力学中的功（1）功：当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，力学里就说这个力做了功（2）做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离（3）不做功的三种情况：①s＝0，劳而无功②F＝0，不劳无功③F⊥s，劳而无功2.功的计算（1）功的计算公式：W＝Fs（2）功的单位：焦耳，简称焦(J)1焦＝1牛顿·米谢 谢 观 看！