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| 第十四章 第一节 功
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作者： bx
发表时间： 2005-12-11 文章出处： 中央电化教育馆
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教学用具 滑轮、砝码、细绳、小车、木块、图钉、弹簧秤、木槽、铁球．
教学演示：1．用定滑轮提拉砝码做功．
2．人用手推小车做功．
3．人的压力将图钉压入木块中做功．
4．铁球在木槽中由于惯性而做匀速直线运动．
5．手提砝码在水平方向上移动．
6．用弹簧秤拉小车，演示做功的多少．
教学过程：
引言：回忆这本书的力学部分，主要是研究力和运动的规律性知识，本章主要讨论力和运动的一个重要概念．
大家对功这个词并不陌生，如功课，功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等．这些词中有的功具有“成效”（板书在黑板右侧）的意思，力学里所说的“功”就吸收了“成效”的意思，当然在力学中还有它严格的含义．
以下我们要通过几个物理小实验，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1】 图1，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．
【演示2】 人用手推小车做功，如图2（所用的色笔在图中前后要统一，这样容易突出两个因素，也易比较．）
指出：人的推力F对小车做了功．或简单地说人做了功．
【演示3】人的压力将图钉压入木块，人做了功．如图3．（板图的要求同前所述）
指出：人的推力对图钉做了功．也可以简化为推力做了功．
请同学们讨论，做功的两个因素究竟是什么？
可以分组讨论，教师要注意学生们讨论中的知识缺陷或错误．
小结：做功的一个因素是运动物体必须受力或者说作用在物体上的力．另一个因素是物体运动的方向必须跟物体受力的方向是一致的，或者说物体在力的方向上通过一段距离．
然后，让同学们看书并用笔画出重点，教师同时板书出做功的两个因素：
（1）作用在物体上的力．
（2）物体在力的方向上通过的距离
教师强调指出：这两个因素是严格的，缺一不可．
请同学注意以下的物理小实验．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．
【演示4】推出去的小铁球在木槽中滚动了一段距离．如图4．
问：小铁球开始阶段的受力Ｆ作用，至A点处撤去外力作用，由于惯性，它仍可经B运动至C，小球在水平方向上移动了S的距离，推力是否对铁球做功了？
教师要注意同学们的回答中所出现的问题，并弥补关于惯性的知识．
正确的回答明确哪个阶段，在Ａ点之前，推力Ｆ是对物体做了功，而在Ａ点之后，推力Ｆ已经不存在，当然不会做功．
在此强调指出：做功的两个因素是严谨的，用两个因素去鉴别就不会出现结论的错误．譬如，小球从A至C虽有一段距离，它在水平方向上没有受推力的作用而是靠它的惯性，所以推力并没有对小球做功．
记住，两个因素缺一不可．此外如果F跟S方向互相垂直，力Ｆ也不做功．
请同学们再注意下面的演示实验，用功的两个必要的因素来判断外力是否做功了．
【演示5】 手提砝码在水平方向上匀速地移动了一段距离．如图5．
问：人对砝码的拉力是否做功了？
教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素．
小结：虽然力是作用在砝码上，但砝码所移动距离的方向跟砝码受力的方向垂直，故拉力并没有对砝码做功，或者说拉力所做的功等于零．
以上我们已经解决了，力做功的两个必要因素．如果我们已经确定了物体做了功，那么需要解决物体做功的多少，也就是我们怎样把物体做功的多少计算出来．
板书：2、功的计算：
如果我们用W表示功，用F表示力，S表示物体在力的方向上通过的距离．
请注意演示实验，你是否能通过演示实验得出功的计算规律．
【演示6】 用弹簧秤拉小车，拉力做功．比较做功的多少．（教师注意要让小车作匀速直线运动）．①拉力大小不同，但通过的距离相同．板书．
F1 S1 W1
F2 S2 W2
F1＞F2 S1＝S2
请同学思考两次所做的功W1、W2，填出“＞”“＜”“＝”的符号，（即W1＞W2）．
②然后再做第二次演示实验：使拉力相同，距离不相同．
板书：
F1 S1 W1
F2 S2 W2
使F1＝F2，S1＞S2，则W1＞W2．
（让学生比较W1，W2的大小，并填入比较大小的符号）．
通过以上两次实验，你是否能得出功的计算公式．我们定义：
板书：W＝FS
指出：利用此公式可以计算出功的多少来，但必须注意它们的单位．
在国际单位制中，板书在公式的旁边．
【例题】 请阅读书上的习题．讨论如何计算出水平推力对箱子所做的功．
讨论中教师应着重指出为什么在计算中跟G箱重无关
注意板书的规范要求．
已知：F＝50N、S＝10m、G＝100N．
求：W
解：根据W＝FS＝50N×10m＝500J．
答：水平推力对箱子所做的功为500J．
讨论：根据上题如何改变条件，利用功的计算公式可以与物重G有关，而与水平推力F无关．
纠正同学们在讨论中出现的问题，再次突出做功的两个因素．
布置作业：
阅读课文进一步理解做功的两个因素及功的计算公式．
自编两道“劳而无功”“不劳无功”的物理习题．
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