1
力学中的功和功率
知识引入
通过前面的学习同学们已经知道，力可以改变物体的运动状态。比如，你可以用力把文具盒从课桌的这一边推到另一边，你也可以用力把自己坐的凳子举起来。这两种情况都是力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，我们就说力对物体做了功。做功有快有慢，你推文具盒用了3秒，小明推文具盒用了5秒，于是我们就用功率这个物理量来表示做功的快慢。
概念分析
一、功
（一）力学中的功
1.力学中的功，指力的作用成效。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，这个力就产生了成效，力学中就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要因素
（1）一是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
（2）说明：力和距离具有同体性、同时性、同向性。判断一个力是否做功，就要分析它是否符合做功的两个必要因素，两者缺一不可。
（3）常见力对物体没有做功的三种情况：
第一种：有力无距离（劳而无功），现象是：有力作用在物体上，物体没有动，比如搬石头搬而未起、推汽车没推动、举重运动员举着杠铃不动等。
第二种：有距离无力（不劳无功），现象是：物体没有受到力的作用，由于惯性通过一段距离。比如，小车在光滑的表面上由于惯性前进一段距离，没有力对小车做功，再比如被踢出去的足球在水平面草地上滚动了20m，这20m的过程中，人对足球没有做功。 2 第三种：力和物体运动的方向垂直（垂直无功），这种情况下，有力作用在物体上，物体也移动距离，但移动的距离与力的方向垂直，此时物体在力的方向上移动的距离也是零。比如，人提着水桶在水平路面上前进一段距离、起重机吊着货物沿水平方向移动等。
提醒：为了叙述方便，有时某个力做功也往往说成施力的物体做了功。比如，人拉车前进，拉力做了功，也常说人做了功。
（二）功的计算
力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。写成公式为：W=Fs。
归纳总结：（1）公式中三个量的单位，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是J，mNJ11。（2）公式中的F是作用在物体上的力，s是受F作用的物体在F方向上通过的距离（3）F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上力的，它的大小和方向都是不变的。（4）若s和F之间有夹角时，力要替换成物体在移动方向上的分力才能进行计算。（5）力和物体运动方向一致，称为力对物体做功；力和物体运动方向相反，称为克服该力做功，例如起重机沿竖直方向提起重物，可以说克服重力做了功。
人教版八年级（下册） 第十一章 功和机械能
第1节 功 （教案）
年级 八年级 授课时间
课题 第1节 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 功的概念比较复杂、抽象，学生常常容易把生活中的“工作”、“做工”与物理学中的功相混淆，分不清有没有做功，是哪个力在做功，因此本节内容是初中物理学习过程中的一个“难”点。这节课是在前面所学的“机械运动”、“力与运动”等力学重要知识的基础上的拓展和提高，它既符合了由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性和系统性。教材的编排体现了课程标准中科学内容的三大主题——物质、运动和相互作用、能量之间的密切联系，可以说是前面所学知识的延伸，又为以后学习功率、机械能、机械效率等知识奠定基础，起到承上启下的作用。因此这一节是本章的重点和关键，并且功的知识对人们的日常生活，生产技术和科学研究有着较大的现实意义。
解决力学问题时，如果从能量角度研究，有时会更简单。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。
教学
器材 实验小车、书本等。
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
【提出问题，播放图片】
第十一章 功和机械能
一、功
1、做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力；
（2）物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况： （1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；
（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。
（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；
3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。
公式 W=FS=Pt
各物理量单位—W：J（焦耳）F：N（牛顿） S：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒）
4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N·m
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是 J 。
5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。
③功的单位“焦”（1牛·米 = 1焦）。
6、常见的功： 克服重力做功：W=Gh ； 克服阻力（摩擦力）做功：W=fs
二、功的原理：使用任何机械都不省功 1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。
2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。
②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、 也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）=
直接用手对重物所做的功（Gh）
3、应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦） ②理想斜面遵从功的原理
③理想斜面公式：FL=Gh
其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度
④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）
若斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh 。
第十一章-功和机械能(知识点归纳)
1 / 2 图甲
图乙
图丙
第十一章 功和机械能
§11.1 功
一、力学中的“功”
1、“做功”的含义：
如果一个力作用在物体上．．．．．．．．．，并且物体在这个力的作用下移动了一段距离．．．．．．．．．．．．．．．，那么我们就说这个力对物体做了功。
2、做功的两个必要因素：①作用在物体上的力F；
②物体在这个力的方向上移动了一段距离s。
注：若力与运动的方向垂直，则该力没有做功。
二、功的计算
1、定义：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
公式：WFs
变形公式：WFs，WsF
注：当在竖直方向做功．．．．．．时，公式可表示为：WGh（如“重力做功”或“克服重力做功”）。
2、功的物理意义：
11JNm表示：用1N的力使物体移动1m所做的功是1J。
三、功的原理
使用任何机械都不能省功。
§11.2 功率
1、定义：功与做功所用时间之比叫做功率。
2、 公式：WPt
变形公式：WPt，WtP
3、单位换算：11000kWW
4、功率的物理意义：
①功率是描述做功快慢的物理量；功率越大，表示物体做功越快。
②11WJs表示：物体1s所做的功是1J。
§11.3 动能和势能
一、能量
物体能对外界做功，我们说物体具有能量（物体对外界做功越多，说明物体具有的能量越大）
二、动能
（一）定义：物体由于运动而具有的能，叫动能。
（二）探究：动能的大小与什么因素有关：
1、研究方法：控制变量法
2、实验器材：刻度尺．．．、带斜面的长木板、
木块、质量不等的两个钢球
3、实验过程：钢球A的动能大小是通过观察木块．．B．移动的．．．
距离．．来体现出来的。
4、结论：
（1）与质量．．有关：
控制不变的量：速度（图甲和图丙）
