功概念课堂教学设计及意图

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解决力学问题时，如果从能量角度研究，有时会更简便.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.

人教版八年级物理第十一章第一节《功》，其学习内容由“力学中的功”和“功的计算”两部分构成.由于教学对象是初中八年级的学生，学生已学习了运动和力、压强和浮力等知识，具备了学习功所需要的基础知识，但由于学生没有学习能的转化相关知识，同时生活中没有“功”这个概念，学生很难认识“功”.所以本节课教学最困难的是如何让学生理解：物理学中的功的含义是什么？我们为什么要学习功的概念？针对这两个问题，我们在功的概念教学中进行了如下的设计.

【教学目标】

1.通过分析生活实例，知道力学中做功的含义.

2.通过对生活事例进一步辨析，知道做功包含的两个必要因素，并能判断出力能否对物体做功.在分析过程中提高分析概括能力.

3.知道计算功的大小的表达式，以及表达式中每一个物理量的物理意义和单位.能应用公式 W = F s 进行简单的计算.

【教学过程】

一、创设情境，引入新课

师：明天是五一劳动节，老师提前让大家感受一下劳动的快乐.我这里有两个钉子谁来拔一拔，我们找一个力气大一点的男同学，再找一个女同学.

（学生上台实验），女同学拔出，男同学没有拔出，

二、功的含义

师：这两位同学都用了力，如果老师要从力的效果上奖励他们，请问谁可以得到奖励？

师：看来“力”不仅仅有大小，而且还有效果之分.这就是我们今天要学习的一个新物理量“功”，表示力的效果的一个量，为了区分之前所学的“力可以改变物体的运动状态和力可以改变物体的形状”这两个力的作用效果，我们常常把今天力的这种效果表述为“成效”.

学生阅读课本第一、二自然段内容，明确功的含义是指：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，力学里就说这个力做了功.

师：很好，我这里还有一些例子，大家用所了解的功的含义来判断这些力对物体做功了吗？

案例一个同学把桌子从1层搬到2层，接着另一个同学把桌子从2层搬到3层；第三个同学把桌子从3层搬到5层.

设计意图首先，沿用教材中从“成效”出发引出力学中的“做功”.设计了大量的劳动场景，不仅要激发学生的学习兴趣，而且要促进学生感悟体验物理学中力的“成效”所包含的物理意义：一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下沿力的方向移动了一段距离，这个力的作用就有了“成效”，力学里就说这个力做了“功”，帮助学生完成对做功的感性认识，明确物理学中的功的含义.

三、做功的两个必要因素

学生完成学习任务卡中的任务，并且与小组的同学进行交流后，全班展示.

（共5副图片，略）

（1）标出人对物体施加的力和物体运动方向；

（2）图中力对物体做功的图片是；没有做功的图片是；

（3）总结力学中的做功的必要因素.

设计意图判断力是否做功是本节课的难点，需要帮助学生学会判断的方法.通过作图，学生会明确一个物体所受到的力可能不仅仅只有一个，一个力是否做功，必需要关注这个力，及其物体所移动的距离是否是这个力的贡献.同时本设计中不做功的三个图片分别是：（1）有力无距离；（2）有距离无力；（3）力与距离垂直.老师可以引导学生总结出不做功的三种情况.本环节主要帮学生掌握分析问题的方法，同时也对功这个概念的物理意义进一步进行解读.所以分析过程中需要用功的含义强调力和距离的关系.

四、功的计算

师：为了加深记忆，我们再请同学给大家表演一个不做功和一个做功的场景.

生1：徒手表演搬石头，脸憋得通红（学生兴趣很浓很有表演天赋）

生2：将讲台上水杯举高.

师：（教师把杯子举得比生2所举的高度高一些）同一个杯子，老师和生2同学谁对杯子做的功多？

师：看来功的多少可以进行比较.我们继续进行比较.

师：继续实验，拿一个大水杯和一个小水杯举相同的高度，问学生哪次做功多啊？

师：继续实验，小水杯所举高度比大水杯所举高度较低，问如何比较两次手对水杯的举力所做功的多少？.

学生思考的过程中.PPT辅助，大屏幕上出现三次师生实验的数据.

生：可以用力和距离的乘积来进行比较.

师：英雄所见略同.大家看法与历史上许多工程师和物理学家是一致的.

展示PPT：功的由来.

功的概念起源于早期工业革命的需要，当时的工程师为了比较蒸汽机的效益，在实践中大家逐渐同意用机器举起的物体的重量G与高度h之积来量度机器的输出，并称之为功.

19世纪初，法国科学家科里奥利明确地把作用力F与受力点沿力的方向的距离s的乘积称为“运动的功”（work），这种定义沿用至今.

师：今天我们学习了一个新的物理量――功，它可以用来比较力的成效，其定义是：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.物理学中用两个物理量的乘积来定义一个新的物理量，这种方法叫做――乘积定义法.

【设计意图】学生设计表演活动，可以检验学生是否真正理解力是否对物体做功，同时也可以自然过渡到功的计算.物理学史的渗透，可以让学生了解到功的概念的来龙去脉和发展过程，能解答学生对功学习必要性的疑惑.物理学不仅含有人类探索大自然的知识成果，而且含有探索者的科学思想、科学方法等.物理量的定义方式，很能体现科学的规范性和严密性，功的概念的建立是让学生学习乘积定义法很好的契机.同时物理概念的定义方法也在引导学生学习前辈科学家处理问题的方法，感受他们的创新精神.

五、功的计算

学生自主学习课本例题，完成习题并上讲台进行展示.

讨论：（1）马拉车时，摩擦力是否做功？

（2）小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷，小明对这些鸡蛋大约做功多少.

设计意图通过习题，渗透什么是克服重力和克服摩擦力做功，及其如果力与物体不在一条直线上时如何进行功的计算.