1 教學(xué)目的與要求

1．1理解功的概念

（1）知道做機(jī)械功的兩個(gè)不可缺少因素；知道：“做功”與“工作”的區(qū)別．

（2）知道正功和負(fù)功的意義

1．2掌握功的計(jì)算

（1）知道計(jì)算機(jī)械功的公式W=Fscosα；知道功的國際制單位是焦耳；知道功是標(biāo)量。

（2）能夠用公式W=Fscosα進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

2 教學(xué)重點(diǎn)

做功的兩個(gè)不可缺少的因素，功的公式W=Fscosα及其有關(guān)應(yīng)用。

3 教學(xué)難點(diǎn)

正功和負(fù)功的意義

4 教具

鐵架臺(tái)、滑輪、砝碼、摩擦塊（木塊）、細(xì)線等。

5 教學(xué)過程

5．1 引入新課

（1）引子我們?cè)诔踔幸褜W(xué)過功的初步知識(shí)。一個(gè)物體受到力的作用，且在力的方向上發(fā)生一段位移，就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。

（2）舉例

用滑輪吊砝碼，砝碼受到細(xì)繩拉力上升一段位移，細(xì)繩的拉力對(duì)砝碼做了功。（教師演示）

火車頭牽引車廂前進(jìn)，車廂受到火車的牽引力發(fā)生位移，我們說牽引力對(duì)車廂做了功。

（3）導(dǎo)入：力做功的有關(guān)現(xiàn)象，在生活中處處可見，但細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，在初中學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí)時(shí)，所舉的例子，都是力和物體位移方向一致的情況，如何計(jì)算下面拉力對(duì)木塊所做的功呢？

教師演示：

用細(xì)線斜向上拉木塊，使木塊在講臺(tái)上滑動(dòng)，見圖1。

這節(jié)課我們學(xué)習(xí)：功的概念，一般情況下，力對(duì)物體所做的功的計(jì)算。（板書課題：一、功）

5．2新課教學(xué)

（1）做功與哪些因素有關(guān)，區(qū)別“做功”與“工作”。

甲、乙兩同學(xué)刷墻報(bào)，甲端著漿糊盒不動(dòng)，乙在墻上刷漿糊，甲、乙都在“工作”，但甲對(duì)漿糊盆沒有做功。這是因?yàn)樗�雖然對(duì)漿糊盆有豎直向上的支持力，漿糊盆卻沒有動(dòng)，因此我們說：甲在“工作”，但對(duì)漿糊盆沒有做功。（有力，無位移）

乙刷好一塊后去刷另一塊，甲端漿糊盒高度不變，隨著平移，甲仍在“工作”，但他端漿糊盆豎直向上的作用力仍未做功，因?yàn)闈{糊盆在豎直向上的方向上無位移。（有力，有位移，但在力的方向上無位移。）

如果甲將漿糊盆從地上端起來，那么他端漿糊盆的力就對(duì)漿糊做了功。（有力，物體在力的方向上有位移。）

因此，做功必須具備的兩個(gè)因素是：力和力的方向上發(fā)生位移。

（2）功的公式

教師演示：在講臺(tái)上用細(xì)線水平拉木塊，使木塊水平前進(jìn)一段距離，見圖2。

提問：拉力是F，木塊的位移是s，用W表示力所做的功，W可表示為什么？

學(xué)生答：W=Fs。

拉力F越大，發(fā)生的位移s越大，力F所做的功就越多。

功是由力的大小和在力的方向上位移大小確定的，它沒有方向，是一個(gè)標(biāo)量，在國際單位制中，功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱J，國際符號(hào)是J，1J就是1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m位移所做的功。

1J=1N×1m=1N·m

下面讓我們來探討一個(gè)力做功的一般情況。

教師演示：在講臺(tái)上用細(xì)線斜向上拉木塊，木塊發(fā)生一段水平位移。

將細(xì)線的拉力F分解成兩個(gè)分力見圖3，那么力F₁所做的功為F₁s，由于力F₂的方向與位移方向垂直，（類比：甲端漿糊盆高度不變，水平位移情況。）木塊在F₂的方向上沒有發(fā)生位移，F(xiàn)₂做功等于零。由于F₁=Fcosα，所以，拉力F對(duì)木塊所做的功為：W=Fscosα

結(jié)論：力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角余弦的乘積。

（3）公式W=Fscosα的意義，理解正功和負(fù)功的含義。

①公式W=Fscosα的使用條件。

在公式W=Fscosα中，F(xiàn)是恒力，s是物體的位移，a是力和位移之間的夾角，求某個(gè)力做功時(shí)，就用這個(gè)力的大小，位移大小，力和位移的夾角余弦乘積，與其它力無關(guān)。

②公式W=Fscosα的幾個(gè)特殊情況。

當(dāng)α=0°時(shí)，cosα=1，W=Fs，力與位移方向一致。

當(dāng)α=90°時(shí)，cosα=0，W=0，力與位移方向垂直。

提問：舉出這種情況的例子。

就學(xué)生所舉例子進(jìn)行分析，也可幫助學(xué)生分析下例。

在講臺(tái)上用細(xì)線水平拉木塊，分析出木塊受力后指出：桌面對(duì)木塊支持力N，地球?qū)δ緣K作用力G都與位移s垂直，這兩個(gè)力對(duì)木塊都未做功，如圖4所示。

當(dāng)α=180°時(shí)，cosα=-1，W=-Fs，W＜0，力的方向與位移方向相反，這時(shí)力對(duì)物體做負(fù)功。

在圖4中，木塊所受的摩擦力f與位移s的方向相反，摩擦力f做負(fù)功，Wf=-fs。

提問：舉出力對(duì)物體做負(fù)功的實(shí)例。

1）人拉板車前進(jìn)，路面作用在板車上的摩擦力對(duì)板車做負(fù)功。

2）起重機(jī)吊起貨物，重力對(duì)貨物做負(fù)功。

3）豎直上拋物體，物體在上升過程中，重力對(duì)物體做負(fù)功。（當(dāng)學(xué)生說豎直上拋物體，重力做負(fù)功時(shí)，應(yīng)指出條件：在上升過程中。）

當(dāng)力與位移方向的夾角大于90°時(shí)。即在90°＜α≤180°時(shí)，都有cosα＜0，力對(duì)物體做負(fù)功，如：汽車上坡，汽車所受重力與位移方向夾角大于90°，重力對(duì)汽車做負(fù)功。

③正功、負(fù)功意義的說明

從前面所舉例的例子可看出：一個(gè)力對(duì)物體做正功，是因?yàn)檫@個(gè)力對(duì)物體已發(fā)生的位移有貢獻(xiàn)，有助于物體已發(fā)生的運(yùn)動(dòng)；一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，是因?yàn)檫@個(gè)力對(duì)物體產(chǎn)生的位移起了阻礙作用，阻礙物體已發(fā)生的運(yùn)動(dòng)。（簡(jiǎn)要分析以上所舉的例子）因此，在力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，又可說成物體克服力做（正）功。

即力F做負(fù)功（-Fs）←克服力F做功（Fs）。

如：演示中，摩擦力對(duì)木塊做負(fù)功，可說成木塊克服摩擦力做功。

豎直上拋物體在上升過程中，重力對(duì)物體做負(fù)功，可說成木塊克服重力做功。

（4）例題

一個(gè)人用與水平方向成30°的力F=400N推冰柜，水平行走50m，求推力F所做的功。（圖5）

[解法1]利用公式

[解法2]力F所做的功等于力F沿位移s方向分力F1=Fcosα所做的

5．3 隨堂檢測(cè)題

（題目可事先印好）

（l）用起重機(jī)把重物從地面勻速提到5.5m高的地方，重物受的重力是2.0×10⁴N，求鋼絲繩拉力做了多少功？

（2）下列情況下，求力F對(duì)物體所做的功。

①用水平推力F推一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上前進(jìn)s。

②用水平推力F推一質(zhì)量為2m的物體在粗糙水平上前進(jìn)s。

③用與水平面成30°角的力F斜向上拉一質(zhì)量為3m的物體在光滑水平面上前進(jìn)s．

（教師在課堂上巡回，回答學(xué)生問題，學(xué)生可討論，教師可將學(xué)生提出的典型問題在下面課堂小結(jié)中提出解答。）

5．4 小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了一般情況下做功的表達(dá)式W=Fscosα及其有關(guān)應(yīng)用。力、位移是矢量，但功是標(biāo)量，力做功有正有負(fù)，它的正負(fù)反映的是力是動(dòng)力時(shí)使物體速度增大，力是阻力時(shí)使物體速度減小，功是一個(gè)重要概念，隨著后面課程的學(xué)習(xí)，我們將逐步更深刻領(lǐng)會(huì)它的含義。