“功與機械效率”第一課時案例分析

賴華

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）35-0152-02

一、教材分析

教材以斜面為例，通過活動，讓學生認識斜面是一種省力的簡單機械，要用它提升物體，必須有力的作用，而且在力的方向上移動了一段距離。因此，“科學上規定，一個物體在力的作用下、沿著力的方向移動了一段距離，就說該力對這個物體做了機械功”。然后，再通過力使物體在斜面方向、水平方向、豎直方向移動的例子，說明力對物體做了功，以及機械功包括的兩個必要因素。在此基礎上引出了計算功的公式和功的單位。

二、教學設計思想

功是一個比較抽象的概念，正確理解“功”的概念是學好能量的轉化與守恒定律的基礎。能量轉化的現象在工農業生產及身邊生活中經常發生，我們時刻享受著能量轉化為我們帶來的便捷，但困惑與能量發生了怎樣的轉化、轉化的能量如何量度等問題之中。學生對于能的多種形式與能的轉化都有一定的認識，但對能量轉化的定量測量卻沒有基礎，而且生活中“做工”“工作”等用詞會影響學生正確理解功的含義。因此，設計本節課的重難點：建立功的概念，理解做功的兩個必要因素。按照“概念建構→鞏固深化→學以致用”的順序組織學習，做到在實例分析中引出概念，在理解應用中鞏固概念。

三、教學過程：

（一）創設情境，引入新課

情境：播放最近新聞視頻。

請同學們用帶“功”字的成語寄語工作者。

引導：（圓滿成功、功成名就、功勛卓著、功不可沒、勞苦功高、大功告成等）。

（設計意圖：用新聞時事熱點及當代中國最先進科學技術引入新課，這樣不僅僅能活躍課堂氣氛，調動學生學習主動性和積極性，同時也能幫助學生提高社會責任感；說說帶“功”的成語不僅為引入功的概念，同時也增強學生的科學人文觀。）

（二）自主探究，建構概念

1.定義科學功概念，辨析做功的兩個必要因素

引導學生說說成語里“功”的含義，教師PPT出示新華字典中功的解釋，從而引出科學上定義的功：一個物體在力的作用下，沿著力的方向移動了一段距離，就說該力對這個物體做了機械功，簡稱功。（板書）

情境：火箭上升、吊車提升物體、馬拉物體水平前進。

提問：上述情境中，物體是否受到力的作用，又在力的方向上通過了距離？

學生辨析回答：它們既受到力也在力的方向移動了一段距離，力都對物體做功了。

教師引導學生歸納做功的兩個必要因素：

①作用在物體上的力②物體在這個力的方向上通過的距離。（板書）

2.領會“做功”的概念

情境：出示下列所示的情境，說說在哪些情境中人對物體做了功。

先讓學生用力的示意圖的方法分析物體受力情況和物體運動的情況，再請同學們結合做功的兩個必要因素判斷以上事例是否滿足做功條件。課堂可設計表格如下：

活動一：判斷力對物體是否做功。

雖然三個特例中施力物體都消耗了能量，但并不符合做功的條件，因此總結出：“做功（工作）”不等于“做功”，有時會“勞而無功”。

3.能量轉化的量度

活動二：探究功的大小和哪些因素有關。情境出示如下圖一和圖二：

圖一思考一：利用起重機勻速吊起物品，第二次與第一次比較說明了什么？

學生分析：當力的大小一定時，力對物體做功的多少與物體在力的方向上通過的距離大小成正比。

圖一思考二：利用起重機勻速吊起物品，第三次與第一次比較說明了什么？

學生分析：當物體在力的方向上通過的距離相同時，力對物體做功的多少與力對物體的大小成正比。

圖二問題①比較甲、乙，____做的功多， 比較乙、丙，___做的功多。

②根據以上說明做功多少與_______ 和_______有關。

通過分析思考討論你們還有其它發現嗎？

分析：做功使物體提升，做功越多提升越高或越多；相同力拉物體拉的越遠運動速度越快，相同距離力越大物體運動速度越快。

小結：作用在物體上的力越大，物體在力的方向上通過的距離越大，這個力對物體所做的功就越多。

科學上規定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。（板書）

功的計算公式：功=力X距離（板書）

功的計算公式：W=F·S，F表示作用在物體上的力，S表示物體在力的方向上通過的距離。

功的單位：焦耳，1焦耳=1牛·米（板書）

（設計意圖：通過控制變量法和模型法的運用，培養學生的分析、概括能力，也使學生能更好地理解功的計算公式以及功的單位。）

知識點應用：一個人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重200N的車前進2m，求這個人對車做功多少？重力對車做功多少？（學生演板，教師評價）

學生知識再遷移：物體具有能量，就能對外做功，對外做了多少功就至少轉化了多少能量。

4.斜面探究

情境出示：用如圖所示兩種方法勻速提升同一重物到相同的高度。

思考1：它們都做功嗎？

學生：做功。

思考2：豎直拉力與斜面拉力的大小關系如何？

活動三：探究斜面

結論：斜面是一種____的簡單機械。

活動四：學生找找并說說生活中的斜面，然后教師PPT出示各種生活中的斜面圖片例子。

5.功的原理

情境出示，思考：利用斜面可以省力，但可以省功嗎？引導學生探究：

小結：斜面是省力但不省功的簡單機械。

（此環節設計意圖：讓課堂又回到功，前后呼應，并為后面功能轉化做好鋪墊。）

6.課堂小結，暢談收獲。