“功与机械效率”第一课时案例分析

赖华

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）35-0152-02

一、教材分析

教材以斜面为例，通过活动，让学生认识斜面是一种省力的简单机械，要用它提升物体，必须有力的作用，而且在力的方向上移动了一段距离。因此，“科学上规定，一个物体在力的作用下、沿着力的方向移动了一段距离，就说该力对这个物体做了机械功”。然后，再通过力使物体在斜面方向、水平方向、竖直方向移动的例子，说明力对物体做了功，以及机械功包括的两个必要因素。在此基础上引出了计算功的公式和功的单位。

二、教学设计思想

功是一个比较抽象的概念，正确理解“功”的概念是学好能量的转化与守恒定律的基础。能量转化的现象在工农业生产及身边生活中经常发生，我们时刻享受着能量转化为我们带来的便捷，但困惑与能量发生了怎样的转化、转化的能量如何量度等问题之中。学生对于能的多种形式与能的转化都有一定的认识，但对能量转化的定量测量却没有基础，而且生活中“做工”“工作”等用词会影响学生正确理解功的含义。因此，设计本节课的重难点：建立功的概念，理解做功的两个必要因素。按照“概念建构→巩固深化→学以致用”的顺序组织学习，做到在实例分析中引出概念，在理解應用中巩固概念。

三、教学过程：

（一）创设情境，引入新课

情境：播放最近新闻视频。

请同学们用带“功”字的成语寄语工作者。

引导：（圆满成功、功成名就、功勋卓著、功不可没、劳苦功高、大功告成等）。

（设计意图：用新闻时事热点及当代中国最先进科学技术引入新课，这样不仅仅能活跃课堂气氛，调动学生学习主动性和积极性，同时也能帮助学生提高社会责任感；说说带“功”的成语不仅为引入功的概念，同时也增强学生的科学人文观。）

（二）自主探究，建构概念

1.定义科学功概念，辨析做功的两个必要因素

引导学生说说成语里“功”的含义，教师PPT出示新华字典中功的解释，从而引出科学上定义的功：一个物体在力的作用下，沿着力的方向移动了一段距离，就说该力对这个物体做了机械功，简称功。（板书）

情境：火箭上升、吊车提升物体、马拉物体水平前进。

提问：上述情境中，物体是否受到力的作用，又在力的方向上通过了距离？

学生辨析回答：它们既受到力也在力的方向移动了一段距离，力都对物体做功了。

教师引导学生归纳做功的两个必要因素：

①作用在物体上的力②物体在这个力的方向上通过的距离。（板书）

2.领会“做功”的概念

情境：出示下列所示的情境，说说在哪些情境中人对物体做了功。

先让学生用力的示意图的方法分析物体受力情况和物体运动的情况，再请同学们结合做功的两个必要因素判断以上事例是否满足做功条件。课堂可设计表格如下：

活动一：判断力对物体是否做功。

虽然三个特例中施力物体都消耗了能量，但并不符合做功的条件，因此总结出：“做功（工作）”不等于“做功”，有时会“劳而无功”。

3.能量转化的量度

活动二：探究功的大小和哪些因素有关。情境出示如下图一和图二：

图一思考一：利用起重机匀速吊起物品，第二次与第一次比较说明了什么？

学生分析：当力的大小一定时，力对物体做功的多少与物体在力的方向上通过的距离大小成正比。

图一思考二：利用起重机匀速吊起物品，第三次与第一次比较说明了什么？

学生分析：当物体在力的方向上通过的距离相同时，力对物体做功的多少与力对物体的大小成正比。

图二问题①比较甲、乙，____做的功多， 比较乙、丙，___做的功多。

②根据以上说明做功多少与_______ 和_______有关。

通过分析思考讨论你们还有其它发现吗？

分析：做功使物体提升，做功越多提升越高或越多；相同力拉物体拉的越远运动速度越快，相同距离力越大物体运动速度越快。

小结：作用在物体上的力越大，物体在力的方向上通过的距离越大，这个力对物体所做的功就越多。

科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。（板书）

功的计算公式：功=力X距离（板书）

功的计算公式：W=F·S，F表示作用在物体上的力，S表示物体在力的方向上通过的距离。

功的单位：焦耳，1焦耳=1牛·米（板书）

（设计意图：通过控制变量法和模型法的运用，培养学生的分析、概括能力，也使学生能更好地理解功的计算公式以及功的单位。）

知识点应用：一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？（学生演板，教师评价）

学生知识再迁移：物体具有能量，就能对外做功，对外做了多少功就至少转化了多少能量。

4.斜面探究

情境出示：用如图所示两种方法匀速提升同一重物到相同的高度。

思考1：它们都做功吗？

学生：做功。

思考2：竖直拉力与斜面拉力的大小关系如何？

活动三：探究斜面

结论：斜面是一种____的简单机械。

活动四：学生找找并说说生活中的斜面，然后教师PPT出示各种生活中的斜面图片例子。

5.功的原理

情境出示，思考：利用斜面可以省力，但可以省功吗？引导学生探究：

小结：斜面是省力但不省功的简单机械。

（此环节设计意图：让课堂又回到功，前后呼应，并为后面功能转化做好铺垫。）

6.课堂小结，畅谈收获。