11.1 功（教学设计）-2024-2025学年人教版物理八年级下册

本文围绕“功”展开教学设计，聚焦功的概念、计算方式等核心知识点。承接学生对力的认知，为后续能量学习奠基。通过实验、案例分析等环节，渗透物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于以学生实验引入，特色教法有讲授、实验等多种结合，教具运用丰富。能提升学生对物理概念的理解，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

教学设计 案例名称 功 提供者 - 教材分析 （1）本节课的主要教学内容是理解功的概念及其计算方式。 （2）本节课主要介绍了功的两个必要条件、功的计算公式和单位等知识点。通过具体实例和实验，帮助学生掌握如何判断力是否对物体做功，以及如何计算所做的功。 （3）通过学习本节课，学生能够掌握功的基本概念及其在实际生活中的应用，培养科学探究的能力。此外，通过分析不做功的特殊情况，学生能深入理解物理学中 “做功” 的精确含义，并将其与日常生活中的 “工作” 概念区分开来。 教学目标 （1）物理观念：理解功的概念，掌握做功的两个必要条件，并能运用功的公式进行简单计算。 （2）科学思维：通过分析实例，培养学生判断力对物体是否做功的逻辑思维能力。 （3）科学探究：通过实验和讨论，引导学生探究功的定义及其影响因素，提升科学探究能力。 （4）科学态度与责任：培养学生乐于探索自然现象和物理规律的品格，激发学生对物理学习的兴趣和责任感。 教学重难点 （1）理解功的概念及其与能量转化的关系，能够从实际情境中识别做功的条件。 （2）正确判断力是否做功，特别是区分 “工作” 与 “功” 的差异，避免混淆。 教学方法 讲授法、实验法、案例分析法、问题驱动法 教学环境及资源准备 （1）多媒体投影仪和电脑，用于展示与本节课程相关的图片、视频和动画，帮助学生直观理解力和功的关系。 （2）实验器材套装，包括弹簧测力计、滑轮、绳子、钩码、斜面等，用于演示和实验，让学生亲自动手感受力的作用和物体的位移。 （3）互动式白板和配套软件，用于实时记录学生的讨论结果和教师的讲解要点，增强课堂互动性和参与感。 教学过程 一、情景引入 活动：我们日常生活中经常通过力的作用来改变物体的位置。请同学们一起参与三个小实验，体验不同的力与移动距离对我们的影响。 学生实验 1： 分别将放在桌旁地面上的书包和 4 本书匀速提到桌面上。 提问：两次提举的距离是否相同？哪一次感觉更累一些？为什么？ （生：） 两次提举的距离相同，但提书包更累，因为提书包需要更大的拉力。 学生实验 2： 将同一书包分别匀速提到凳子上和桌面上。 提问：哪次感觉更累一些？为什么？ （生：） 提到桌面上更累，因为移动的距离更长。 学生实验 3： 将书包匀速提高 5 厘米，然后将 4 本书从地面匀速提到桌面上。 提问：哪次感觉更累？为什么？ （生：） 无法直接比较，因为两种情况需要的拉力不同，而且移动的距离也不同。拉力的大小不同，移动的距离也不一样，所以不能简单判断哪次更累。 讲述：从这些实验中我们可以看出，仅仅依靠力的大小或者移动的距离都无法准确描述人提物体时的 “累” 的程度。因此，我们引入一个新的物理量 —— 功，来描述这种效果。 二、新课教学 探究点一：力学中的功 功这个物理量和什么因素有关呢？ 请同学们观看多媒体课件上的两幅图。这两幅图有什么共同的地方或要素？ （生：） 都有力的作用，物体都移动了一段距离。 问：移动的距离和力之间有何关系？ （生：） 是在力的作用下，在力的方向上移动的距离。 讲述：在物理学中，当一个力使物体在力的方向上移动了一段距离时，我们说这个力做了功。 做功的两个必要条件： (1) 作用在物体上的力； (2) 物体在力的方向上移动的距离。 必要的意思是这两个条件缺一不可，请同学们用这两个必要条件判断下面几种情况，力对物体是否做功？ (1) 手提着钩码在空中静止不动，拉力是否对钩码做功？为什么？ （生：） 没有做功，因为虽然有拉力但没有移动距离。 (2) 用力推讲台，讲台没有动，人做功了吗？ （生：） 没有做功，因为有力但没有移动距离。 (3) 用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？ （生：） 没有做功，因为足球滚动过程中不再受到人的力。 (4) 人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？ （生：） 没有做功，因为重力和支持力的方向与运动方向垂直。 (5) 人提一桶水沿水平方向前进，拉力做功了吗？ （生：） 没有做功，因为拉力的方向与运动方向垂直。 (6) 手提着钩码匀速上升，拉力是否对物体做功？为什么？ （生：） 做了功，因为有力且在力的方向上有移动距离。 不做功的三种情况： (1) 有力没有距离不做功，即物体受到力的作用，但保持静止状态（s＝0，劳而无功）； (2) 有距离没有力不做功，即物体在运动方向上不受力的作用（F＝0，不劳无功）； (3) 通过的距离与力的方向垂直不做功，即物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力垂直（F⊥s，劳而无功）。 探究点二：功的计算 功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢？ 力越大，使物体在力的方向上移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。 提问：如果力加倍，移动的距离相同，做的功会如何变化？ （生：） 做的功也会加倍。 提问：如果移动的距离加倍，力不变，做的功会如何变化？ （生：） 做的功也会加倍。 讲述：因此，力与物体在力的方向上移动的距离成正比。 物理学中，力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作功。即功＝力 × 距离。 公式：W＝Fs W— 功 — 焦耳 (J)，F— 力 — 牛顿 (N)，s— 距离 — 米 (m) 功的单位：焦耳 (J) 1 焦耳＝l 牛顿・米　1J＝1N・m 例题： 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？ 解：W 人＝Fs＝50N×2m＝100J W 重＝Gh＝200N×0m＝0J 提问：为什么重力对车做功为 0？ （生：） 因为重力的方向是竖直向下的，而车是沿水平方向移动的，所以移动的距离与重力的方向垂直，不符合做功的条件。 探究点三：进一步理解功的概念 生活中的例子： 举重运动员高举杠铃未动时，人消耗了体力，但在物理学中他们并没有做功，因为物体没有移动。 冰块在光滑的冰面上滑动时，虽然冰块在移动，但由于没有外力作用，也没有做功。 深入讨论： 提问：为什么有些情况下人消耗了体力却没有做功？ （生：） 因为做功需要物体在力的方向上移动，只有力和移动同时存在才能做功。 讲述：理解做功的两个必要因素是本节课的重点。由于 “工作” 概念的影响，学生可能会误解一些情况是否做功，例如举重运动员高举杠铃未动、人推车而车不动等。虽然人在这些情况下消耗了体力，但从物理学的角度来看，他们并没有做功。 三、课堂小结 力学中的功 (1) 功： 当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，力学里就说这个力做了功。 (2) 做功的两个必要条件： 一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。 (3) 不做功的三种情况： ① s＝0，劳而无功 ② F＝0，不劳无功 ③ F⊥s，劳而无功 功的计算 (1) 功的计算公式： W＝Fs (2) 功的单位： 焦耳，简称焦 (J) 1 焦＝1 牛顿・米 讲述：通过今天的实验和讨论，我们明确了什么是功及其计算方法。请大家记住，做功需要两个必要条件：力和在力的方向上移动的距离。希望同学们能够在日常生活中运用这些知识，更好地理解和解释相关现象。 作业布置 （1）请学生结合生活实例，描述一个力对物体做功的场景，并说明满足做功的两个必要条件。 （2）请学生根据功的计算公式 W=Fs，计算以下问题：如果一个学生用 40N 的力将一个重物匀速提高 2 米，求这个学生做了多少功。 学科网（北京）股份有限公司 $$