“功與機(jī)械效率”第一課時(shí)案例分析

賴華

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）35-0152-02

一、教材分析

教材以斜面為例，通過活動(dòng)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)斜面是一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)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(dòng)了一段距離。因此，“科學(xué)上規(guī)定，一個(gè)物體在力的作用下、沿著力的方向移動(dòng)了一段距離，就說該力對(duì)這個(gè)物體做了機(jī)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(dòng)的例子，說明力對(duì)物體做了功，以及機(jī)械功包括的兩個(gè)必要因素。在此基礎(chǔ)上引出了計(jì)算功的公式和功的單位。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思想

功是一個(gè)比較抽象的概念，正確理解“功”的概念是學(xué)好能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律的基礎(chǔ)。能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及身邊生活中經(jīng)常發(fā)生，我們時(shí)刻享受著能量轉(zhuǎn)化為我們帶來的便捷，但困惑與能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化的能量如何量度等問題之中。學(xué)生對(duì)于能的多種形式與能的轉(zhuǎn)化都有一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)能量轉(zhuǎn)化的定量測(cè)量卻沒有基礎(chǔ)，而且生活中“做工”“工作”等用詞會(huì)影響學(xué)生正確理解功的含義。因此，設(shè)計(jì)本節(jié)課的重難點(diǎn)：建立功的概念，理解做功的兩個(gè)必要因素。按照“概念建構(gòu)→鞏固深化→學(xué)以致用”的順序組織學(xué)習(xí)，做到在實(shí)例分析中引出概念，在理解應(yīng)用中鞏固概念。

三、教學(xué)過程：

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

情境：播放最近新聞視頻。

請(qǐng)同學(xué)們用帶“功”字的成語寄語工作者。

引導(dǎo)：（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(shè)計(jì)意圖：用新聞時(shí)事熱點(diǎn)及當(dāng)代中國(guó)最先進(jìn)科學(xué)技術(shù)引入新課，這樣不僅僅能活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，同時(shí)也能幫助學(xué)生提高社會(huì)責(zé)任感；說說帶“功”的成語不僅為引入功的概念，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)人文觀。）

（二）自主探究，建構(gòu)概念

1.定義科學(xué)功概念，辨析做功的兩個(gè)必要因素

引導(dǎo)學(xué)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(xué)上定義的功：一個(gè)物體在力的作用下，沿著力的方向移動(dòng)了一段距離，就說該力對(duì)這個(gè)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn)稱功。（板書）

情境：火箭上升、吊車提升物體、馬拉物體水平前進(jìn)。

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(xué)生辨析回答：它們既受到力也在力的方向移動(dòng)了一段距離，力都對(duì)物體做功了。

教師引導(dǎo)學(xué)生歸納做功的兩個(gè)必要因素：

①作用在物體上的力②物體在這個(gè)力的方向上通過的距離。（板書）

2.領(lǐng)會(huì)“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(duì)物體做了功。

先讓學(xué)生用力的示意圖的方法分析物體受力情況和物體運(yùn)動(dòng)的情況，再請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合做功的兩個(gè)必要因素判斷以上事例是否滿足做功條件。課堂可設(shè)計(jì)表格如下：

活動(dòng)一：判斷力對(duì)物體是否做功。

雖然三個(gè)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(jié)出：“做功（工作）”不等于“做功”，有時(shí)會(huì)“勞而無功”。

3.能量轉(zhuǎn)化的量度

活動(dòng)二：探究功的大小和哪些因素有關(guān)。情境出示如下圖一和圖二：

圖一思考一：利用起重機(jī)勻速吊起物品，第二次與第一次比較說明了什么？

學(xué)生分析：當(dāng)力的大小一定時(shí)，力對(duì)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(jī)勻速吊起物品，第三次與第一次比較說明了什么？

學(xué)生分析：當(dāng)物體在力的方向上通過的距離相同時(shí)，力對(duì)物體做功的多少與力對(duì)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(jù)以上說明做功多少與_______ 和_______有關(guān)。

通過分析思考討論你們還有其它發(fā)現(xiàn)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(yuǎn)運(yùn)動(dòng)速度越快，相同距離力越大物體運(yùn)動(dòng)速度越快。

小結(jié)：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(gè)力對(duì)物體所做的功就越多。

科學(xué)上規(guī)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(jì)算公式：功=力X距離（板書）

功的計(jì)算公式：W=F·S，F(xiàn)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?！っ祝ò鍟?/p>

（設(shè)計(jì)意圖：通過控制變量法和模型法的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力，也使學(xué)生能更好地理解功的計(jì)算公式以及功的單位。）

知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用：一個(gè)人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重200N的車前進(jìn)2m，求這個(gè)人對(duì)車做功多少？重力對(duì)車做功多少？（學(xué)生演板，教師評(píng)價(jià)）

學(xué)生知識(shí)再遷移：物體具有能量，就能對(duì)外做功，對(duì)外做了多少功就至少轉(zhuǎn)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(xué)生：做功。

思考2：豎直拉力與斜面拉力的大小關(guān)系如何？

活動(dòng)三：探究斜面

結(jié)論：斜面是一種____的簡(jiǎn)單機(jī)械。

活動(dòng)四：學(xué)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(dǎo)學(xué)生探究：

小結(jié)：斜面是省力但不省功的簡(jiǎn)單機(jī)械。

（此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖：讓課堂又回到功，前后呼應(yīng)，并為后面功能轉(zhuǎn)化做好鋪墊。）

6.課堂小結(jié)，暢談收獲。