11.1 功 教案 2026-2027学年物理沪粤版九年级上册

该教案聚焦“功”的核心知识，涵盖做功的两个必要因素、不做功的三种情况、功的计算公式W=Fs及“四性”。通过生活“做工”（如人推车未动）与物理“做功”对比导入，搭建从生活经验到物理概念的学习支架。 该教案以核心素养为导向，通过“活动1找共同点”“活动2判断力是否做功”培养科学探究能力，“活动3纠错分析”（如误用重力算拉力做功）强化科学思维严谨性，情境教学法与穿插练习提升物理观念。助学生准确判断力做功及计算，为教师提供清晰教学路径，提升课堂效率。

11.1 功 教案 课题 11.1 功 课型 新授课 年级 九年级（上册） 学科 物理 教材版本 沪粤版（2024）九年级上册 课时 1课时 教学方法 讲授法、演示法、讨论法、情境教学法 教学用具 多媒体课件 一、核心素养目标 物理观念 通过认识"功"的概念，理解功是描述力对物体运动贡献大小的物理量，形成"力对物体做功才有成效"的物理观念。 理解做功的两个必要因素和功的计算公式W=Fs，建立功与力、距离之间的定量关系。 科学思维 通过分析生活中"做工"与物理"做功"的区别，培养分析比较和归纳总结的科学思维方法。 通过对不做功的三种典型情况的分析，培养分类讨论和逻辑推理的能力。 通过对W=Fs公式的四性（同时性、同体性、统一性、同向性）的理解，培养严谨的科学思维习惯。 科学探究 通过"活动1：找共同点"和"活动2：力对物体做功了吗"的探究，经历从具体情境中抽象出做功概念的探究过程。 通过"活动3：怎样计算功"的纠错分析，体会从错误中学习、逐步逼近正确结论的探究方法。 科学态度与责任 通过了解功在生产和生活中的广泛应用，认识到物理知识服务于生产实践的重要意义。 通过功的计算在工程中的应用（如起重机做功、汽车牵引力做功），增强将物理知识应用于实际问题的意识和能力。 二、教学重难点 教学重点 1. 做功的两个必要因素：作用在物体上的力(F)和物体在力的方向上移动的距离(s)。 2. 功的计算公式W=Fs及其物理意义和单位。 3. 能运用公式W=Fs进行简单的功的计算。 教学难点 1. 理解不做功的三种典型情况，特别是"有力有距离但力和距离方向垂直"的情况。 2. 对W=Fs公式中"四性"（同时性、同体性、统一性、同向性）的理解和应用。 3. 在具体情境中正确判断哪个力做功、计算哪个力做功，避免混淆（如重力与拉力的区分）。 三、教学过程 （一）情境导入：生活"做工"与物理"做功"（3分钟） 【教师活动】同学们，生活里我们常说"做工"，比如干活、劳动。但物理中的"做功"可不一样！请看屏幕上的图片。 人推车但车没有动 人搬石头但没有搬起来 【教师活动】人推车车没动，人搬石头石头没起来，在生活里我们觉得人"做了工"、花了力气，但从物理学的角度看，这算不算"做功"呢？ 【学生活动】学生观察图片后思考并讨论：生活里觉得人花了力气就算"做工"，但物理中的"做功"似乎有更严格的条件。 生活中的"做工"：工人搬砖消耗体力 物理中的"做功"：描述力对物体运动做出了贡献 【教师活动】生活里我们说"做工"，像工人搬砖、妈妈做饭，更多是描述消耗体力干活的过程。而在物理中，"做功"是描述某个力对物体的运动做出了贡献，取得了成效，这个力就对物体做了功。今天，就让我们一起走进"功"的奇妙世界，探究其中的奥秘！ 【知识点】生活"做工"与物理"做功"的本质区别：生活"做工"描述消耗体力干活的过程，物理"做功"描述某个力对物体运动做出了贡献、取得了成效。 【设计意图】从学生最熟悉的生活"做工"切入，通过对比生活用语与物理概念的差异，引发认知冲突，激发学习兴趣，自然引出"功"这一物理概念，符合学生的认知规律。 【过渡语】那么，到底怎样才算是物理上的做功呢？让我们进入第一个环节的学习——做功的定义。 （二）新知探究——环节一：做功的定义（15分钟） 1. 做功的实例观察 【教师活动】请同学们观察屏幕上的图片，马拉车前进。在这个过程中，马对车施加了什么力？这个力产生了什么效果？ 马拉车前进：马对车施加拉力 拉力使车沿拉力方向运动 【学生活动】学生观察后回答：马对车施加了向前的拉力，在拉力作用下，车沿拉力的方向前进了一段距离。拉力对车的运动做出了贡献，取得了成效。 【教师活动】很好！我们说马对车做了功，也可以说拉力对车做了功。那么，请大家思考：做功的两个必要因素是什么？让我们通过"活动1：找找共同点"来探究。 2. 活动1：找找共同点 活动1：找出做功的共同点 【教师活动】请同学们观察图片中的几个做功实例，找出它们的共同点。 【学生活动】学生观察后归纳：共同点有两个——①都有作用在物体上的力；②物体都在力的方向上通过了一段距离。 【知识点】做功的两个必要因素：①作用在物体上的力(F)；②物体在力的方向上移动的距离(s)。二者缺一不可！ 3. 做功的定义 【教师活动】根据刚才的归纳，我们来正式定义"做功"。 【学生活动】学生阅读教材，总结：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。 【知识点】做功的定义：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。两个必要因素——作用在物体上的力(F)和物体在力的方向上移动的距离(s)，二者缺一不可。 【理解要点】做功的两个必要因素必须同时满足，缺一不可。这是判断一个力是否做功的根本依据。同学们在后续的判断中要时刻牢记这一点。 4. 明确施力物体与受力物体 【教师活动】在讨论做功时，我们还需要明确"谁对谁做功"。请观察图片。 明确施力物体与受力物体 同学推小车：推力做功 【学生活动】学生观察后回答：研究力做功时，要明确施力物体和受力物体。同学推小车，推力做功，也可以说同学对小车做了功。 【教师活动】对！在说"做功"时，一定要搞清楚是哪个力对哪个物体做功。这个习惯非常重要，尤其在后面学习功的计算时，必须明确是哪个力做的功。 5. 活动2：力对物体做功了吗？ 【教师活动】现在让我们通过"活动2"来检验大家对做功两个必要因素的理解。请观察以下三个情境，判断力对物体是否做功。 （a）白鹭将鱼从水里叼起来 （b）人将桶推到仓库中 （c）举重运动员举着杠铃不动 【学生活动】学生分组讨论后回答：（a）白鹭叼鱼，有力且鱼在力的方向上移动了距离，做功；（b）人推桶，有力且桶在力的方向上移动了距离，做功；（c）举重运动员举着杠铃不动，有力但杠铃没有在力的方向上移动距离，不做功。 【教师活动】分析得非常准确！(a)和(b)都同时满足做功的两个必要因素，所以力对物体做了功。(c)虽然运动员对杠铃施加了向上的力，但杠铃没有移动距离，所以不做功。这正好巩固了我们对做功两个必要因素的理解。 6. 不做功的三种典型情况 【教师活动】通过刚才的分析，我们可以总结出不做功的三种典型情况。请同学们思考并归纳。 【学生活动】学生归纳：（1）有力，但力的方向上移动距离为零——如举着杠铃不动；（2）有距离，但和距离同一方向上没有力的作用——如足球离脚后靠惯性滚动；（3）有力，也有距离，但力和距离方向相互垂直——如人提水桶在水平方向前进。 【知识点】不做功的三种典型情况：（1）有力，但力的方向上移动距离为零（有F无s）；（2）有距离，但同一方向上没有力的作用（有s无F）；（3）有力有距离，但力和距离方向相互垂直（F与s垂直）。 【易错提醒】第三种情况"有力有距离但方向垂直"最容易出错。例如，人提着水桶在水平路面上前进，拉力方向竖直向上，但水桶在水平方向移动，拉力与移动方向垂直，因此拉力不做功。但重力在竖直方向，水桶在竖直方向没有移动距离，所以重力也不做功。 【过渡语】刚才我们总结了不做功的三种典型情况，现在让我们通过一道练习来检验大家对做功概念的掌握情况，看看大家能否在具体情境中准确判断力是否做功。 7. 练一练（穿插在"做功的定义"教学中） 【教师活动】现在让我们通过一道练习来检验对做功概念的掌握情况。 扔实心球情景图：手对球做功的是哪个 【练一练】在美术活动中，小明利用自己学到的绘画技能创作了同学们扔实心球的情景图，如图所示，其中手对球做功的是（ ） A. 小明将地上的球捡起来 B. 小明将球举起停在空中不动 C. 球飞出去，在空中飞行 D. 球落地后继续滚动 【学生活动】学生独立分析后回答：选A。A选项，捡球时有力作用在球上，球在力的方向上移动了距离，做功；B选项，举在空中不动，有力无距离，不做功；C选项，球飞出去后靠惯性运动，手没有对球施加力，不做功；D选项，球落地后滚动，人对球没有力的作用，不做功。 【教师活动】分析得非常好！这道题考察了做功的两个必要因素在具体情境中的应用，特别是要区分"有力无距离"和"靠惯性运动"这两种不做功的情况。 【设计意图】将"练一练"穿插在"做功的定义"教学环节中，实现学以致用，及时巩固学生对做功两个必要因素的理解，同时通过具体情境的分析加深对不做功三种情况的认识。 【过渡语】我们已经学会了判断力是否做功，但在实际生活和生产中，仅仅判断力是否做功还不够。比如修建桥梁时，需要计算起重机拉力做了多少功来确定能耗；汽车行驶时，需要知道牵引力做功的数值来判断动力效果。所以，我们不仅要判断力是否做功，还要掌握功的计算方法。 （三）新知探究——环节二：功的计算（17分钟） 1. 引入：为什么要计算功 【教师活动】请看屏幕上的图片，思考：在生产劳动中，我们为什么要计算功？ 起重机拉力做功：需要计算能耗 汽车牵引力做功：需要判断动力效果 【学生活动】学生思考后回答：在实际工程和生活中，需要知道力做了多少功，才能确定能量消耗、工作效率等。仅判断力是否做功还不够，还需要定量计算功的大小。 【教师活动】说得很好！接下来我们就来学习功的计算方法。 2. 功的计算公式 【教师活动】物理学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。用公式表示就是： 【知识点】功的计算公式：W = Fs，即功 = 力 × 物体在力的方向上移动的距离。已知W和s可求F，已知W和F可求s。变形公式：F = W/s，s = W/F。 【教师活动】这个公式中，W表示功，F表示作用在物体上的力，s表示物体在力的方向上移动的距离。注意，这里s必须是物体在力的方向上移动的距离，不是任意距离。 【学生活动】学生记录公式，理解各物理量含义：W—功，F—力，s—物体在力的方向上移动的距离。 3. 功的单位和物理意义 【教师活动】功的单位是什么呢？让我们来了解。 功的单位：焦耳，物理学家焦耳 【学生活动】学生阅读教材后回答：功的单位是焦耳，简称焦，符号J。1J = 1N·m。物理意义：1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。 【知识点】功的单位：焦耳(J)，1J = 1N·m。物理意义：1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。 【教师活动】焦耳是英国物理学家，他对热学、电学都有重要贡献。为了纪念他，功和能的单位都以"焦耳"命名。 4. 对W=Fs公式的理解——"四性" 【教师活动】在使用W=Fs这个公式时，需要注意四个要点，我们简称为"四性"。 【学生活动】学生听讲并记录：①同时性——力和距离必须同时存在；②同体性——F和s必须针对同一物体；③统一性——F和s的单位必须统一（国际单位制）；④同向性——s必须是物体在力的方向上移动的距离。 【教师活动】除了这"四性"，还需要注意：力做功的多少只与F和s有关，与物体的质量、速度、运动状态、是否受摩擦力等因素无关。这是理解功的计算的关键。 【理解要点】W=Fs公式的"四性"是正确使用公式的关键。同时性：计算的是同一时刻力做的功；同体性：力和距离必须针对同一个物体；统一性：力的单位用N，距离的单位用m，功的单位才是J；同向性：s必须是物体在力的方向上移动的距离，不是任意方向的位移。 5. 活动3：怎样计算功（纠错分析） 【教师活动】让我们通过一个纠错活动来加深对公式的理解。请看题目。 人拉着重力为400N的车沿水平方向前进5m 【活动3】人拉着重力为400N的车子沿水平方向前进了5m。有同学认为，在这个过程中，人做的功为W=Fs=400N×5m=2000J。他的算法对吗？如果不对，错在哪里？ 【学生活动】学生讨论后回答：不对！因为需要计算的是人的拉力做的功，而题目中400N是车的重力，不是拉力。根据题意并不能确定拉力的大小与车的重力相等，所以错在用重力计算人做的功。人做功其实就是人的拉力做功，必须知道拉力的大小。 【教师活动】分析得非常到位！这个错误非常典型，同学们一定要记住：计算功时，力F必须是"做功的那个力"，不能张冠李戴。比如人拉车，计算的是人的拉力做功，不是重力做功。 6. 例题：斜面推木箱（唯一例题，穿插在知识点二教学中） 【教师活动】现在让我们通过一道例题来学习功的计算方法。 沿斜面推木箱，力F=100N，斜面长4m，推到2m高处 【例题】如图所示，某人沿斜面向上推木箱的力F为100N，他把木箱从斜面底部推到2m高处。斜面长4m，人的推力做了多少功？ 【教师活动】请同学们思考：推力F已知为100N，那么在推力方向上物体移动的距离是多少？ 【学生活动】学生分析：推力沿斜面方向，所以物体在推力方向上移动的距离是斜面长度4m，而不是高度2m。根据功的定义，力沿斜面，距离取斜面长度。 【教师活动】正确！s取的是物体在力的方向上移动的距离，即斜面长度4m。请大家计算推力做功。 【学生活动】学生计算：已知F=100N，s=4m，W=Fs=100N×4m=400J。所以人的推力做功为400J。 【教师活动】注意，这道题中斜面的高度2m是多余条件，与推力做功的计算无关。因为推力方向沿斜面，物体在推力方向上移动的距离是斜面长度。同学们在做题时一定要抓住"力"和"力的方向上移动的距离"这两个关键要素。 【设计意图】将例题穿插在"功的计算"教学环节中，让学生在理解公式后立即应用，通过具体计算加深对公式的理解。例题中"斜面高度2m"作为多余条件，培养学生提取关键信息的能力。 7. 练一练（穿插在"功的计算"教学中） 【教师活动】接下来让我们通过一道练习来巩固功的计算。 【练一练】李阳同学用100N的力踢一个重为6N的足球，球离开脚后在水平草地上向前滚动了20m。在球滚动的过程中，李阳同学对足球做的功是（ ） A. 2000J B. 0J C. 120J D. 600J 【学生活动】学生分析后回答：选B，0J。球离脚后，在水平草地上向前滚动的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，所以脚对球不做功，做功为0J。 【教师活动】完全正确！这道题的关键是：球滚动过程中，脚已经离开了球，没有力的作用，所以不做功。虽然球滚动了20m，有距离，但同一方向上没有力的作用，属于不做功的第二种情况。另外，100N是踢球瞬间的力，不是滚动过程中的力，不能混淆。 【设计意图】将"练一练"穿插在"功的计算"教学环节中，通过一道涉及"踢足球后滚动"的题目，让学生区分"有力无距离"和"有距离无力"两种不做功情况，同时加深对计算功时"力必须是同时存在的力"的理解。 【过渡语】通过刚才的例题和练习，大家已经初步掌握了功的计算方法。现在让我们通过更多的课堂练习来巩固和提升。 （四）课堂练习（8分钟） 练1（选择题） 下列过程中，人做了功的是（ ） A. 司机推汽车纹丝不动 B. 学生提着水桶水平前进 C. 小明水平推动箱子水平前进 D. 踢出去的足球在水平草地上滚动 【教师活动】请同学们分析每个选项，判断是否做功。 【学生活动】学生分析：A选项，有力但车没有移动距离，不做功；B选项，学生提水桶的力竖直向上，但水桶水平前进，力与距离方向垂直，不做功；C选项，小明水平推动箱子，力沿水平方向，箱子在水平方向移动，做功；D选项，足球滚动靠惯性，人对球没有力的作用，不做功。因此正确答案是C。 【教师活动】分析很全面！这道题考察了做功两个必要因素和三种不做功的情况。A是"有力无距离"，B是"力与距离垂直"，D是"有距离无力"。 练2（选择题） 小华家种植的猕猴桃丰收了，在小华采摘猕猴桃的几个过程中，小华对猕猴桃做了功的过程是（ ） A. 挑着两筐猕猴桃站立不动的过程 B. 弯腰从树下捡起猕猴桃的过程 C. 抛出猕猴桃后，猕猴桃在空中运动的过程 D. 熟透的猕猴桃从树上下落的过程 【教师活动】请同学们仔细分析每个选项。 【学生活动】学生分析：A选项，挑着站立不动，有力无距离，不做功；B选项，弯腰捡起猕猴桃，小华对猕猴桃施加了向上的力，猕猴桃向上移动了距离，小华对猕猴桃做功；C选项，抛出后猕猴桃在空中运动，靠惯性，小华不再对猕猴桃施加力，不做功；D选项，熟透的猕猴桃下落是重力做功，不是小华做功，小华对猕猴桃没有施加力。正确答案是B。 【教师活动】非常好！这道题中D选项特别容易出错——熟透的猕猴桃下落是重力对猕猴桃做功，但题目问的是"小华对猕猴桃做功"，小华并没有对猕猴桃施加力，所以小华不做功。一定要分清"谁对谁做功"。 练3（选择题） a、b、c三种情况下，用相同力F使物体沿不同轨迹移动相同距离s 如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是（ ） A. Wa = Wb = Wc B. Wa = Wb < Wc C. Wa = Wb > Wc D. Wa < Wc < Wb 【教师活动】请同学们注意：三种情况下，力F大小相同，移动距离s相同，但关键要看s是否是物体在力F方向上移动的距离。 【学生活动】学生分析：a情况，力F水平向右，物体水平向右移动s，在力的方向上移动的距离就是s，Wa=Fs；b情况，力F水平向右，物体水平向右移动s（虽然轨迹看起来是弯曲的，但物体在水平方向的位移是s），在力的方向上移动的距离也是s，Wb=Fs；c情况，力F斜向上，物体沿斜向上方向移动s，在力的方向上移动的距离也是s，Wc=Fs。由于三种情况下F和s都相同，所以Wa=Wb=Wc。正确答案是A。 【教师活动】实际上，根据功的计算公式W=Fs，只要力F大小相同，物体在力的方向上移动的距离s相同，功就相同，与物体的运动轨迹无关。因此正确答案是A。 练4（计算题） 小明用30N的水平推力使重为100N的课桌在水平地面上沿着直线前进了1m，则小明对课桌做的功是多少？这个过程中课桌受到的重力对课桌做的功是多少？ 【教师活动】请同学们注意，这道题有两个问题：推力做功和重力做功。 【学生活动】学生计算：推力做功W=Fs=30N×1m=30J。重力方向竖直向下，课桌在竖直方向没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。 【教师活动】正确！推力做功30J，重力做功0J。这道题再次提醒我们：计算功时，必须明确是哪个力做功，力的方向与移动方向的关系非常关键。 练5（计算题） 小明在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动20min 如图所示，小明在跑步机上锻炼身体。设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动20min，跑动的总动力为50N。求： （1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？ （2）他在这段时间内做了多少功？ 【教师活动】这是一道综合运用速度公式和功的计算公式的题目。请同学们先求路程，再求功。 【学生活动】学生计算：（1）t=20min=20×60s=1200s，s=vt=5m/s×1200s=6000m。 【学生活动】（2）W=Fs=50N×6000m=3×10^5J。 【教师活动】计算正确！注意单位换算：20min=1200s，这是本题的一个易错点。另外，功的计算结果3×10^5J，用科学记数法表示更加简洁。 【练习总结】通过这五道练习题，我们全面复习了做功的判断、不做功的三种情况、功的计算公式W=Fs以及公式的灵活运用。大部分同学都能正确完成，说明对功的概念和计算方法掌握得不错。 （五）课堂小结（2分钟） 【教师活动】让我们一起来回顾本节课学了哪些内容？ 【学生活动】学生总结：本节课学习了做功的定义——作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了功。做功的两个必要因素：作用在物体上的力(F)和物体在力的方向上移动的距离(s)，二者缺一不可。不做功的三种典型情况：有力无距离、有距离无力、力与距离垂直。功的计算公式W=Fs，单位是焦耳(J)，1J=1N·m。公式的"四性"：同时性、同体性、统一性、同向性。 【教师活动】总结得非常全面！本节课的重点是理解做功的两个必要因素和掌握功的计算公式W=Fs。做功的判断是本节的难点，特别是三种不做功的情况需要同学们牢记。功的计算公式虽然简单，但使用时要注意"四性"，特别是"同向性"——s必须是物体在力的方向上移动的距离。 【知识框架】功的知识框架： 功的计算 W = Fs ├── 作用在物体上的力 F └── 物体在力的方向上移动的距离 s 做功的两个必要因素：有力F，有距离s，二者缺一不可 不做功的三种情况：有F无s / 有s无F / F与s垂直 功的单位：焦耳(J)，1J = 1N·m 四、板书设计 11.1 功 一、做功的定义 1. 定义：力使物体在力的方向上移动一段距离 2. 两个必要因素： (1) 作用在物体上的力 F (2) 物体在力的方向上移动的距离 s 3. 不做功的三种情况： (1) 有力无距离 (F≠0, s=0) (2) 有距离无力 (F=0, s≠0) (3) 力与距离垂直 (F⊥s) 二、功的计算 1. 公式：W = Fs 2. 单位：焦耳(J)，1J = 1N·m 3. 物理意义：1N的力使物体在力的方向上通过1m所做的功为1J 4. 公式的"四性"： (1) 同时性 (2) 同体性 (3) 统一性 (4) 同向性 5. 变形公式：F = W/s, s = W/F 五、教学反思 1. 本课以"生活做工与物理做功的对比"为切入点，是否有效激发了学生的认知冲突和学习兴趣？学生对"做功"这一全新物理概念的接受程度如何？ 2. 做功的两个必要因素的教学是否清晰？学生是否能准确判断不同的力在具体情境中是否做功？哪些学生在判断"力与距离垂直不做功"时仍有困难？ 3. 不做功的三种典型情况是本节课的易错点和重点，学生是否能够准确区分并举例说明？是否需要在下节课增加更多实例辨析？ 4. 功的计算公式W=Fs的讲解是否清晰？学生对"四性"（同时性、同体性、统一性、同向性）的理解程度如何？活动3的纠错环节是否有效帮助学生避免了"用重力代替拉力计算功"的常见错误？ 5. 例题（斜面推木箱）穿插在知识点二教学中讲解，学生是否能正确提取"沿斜面方向的距离"作为s，而排除"高度2m"这一多余条件？ 6. 课堂练习反馈显示，学生对做功的判断（练1、练2）和功的计算（练4、练5）掌握较好，但练3（三个情景比较功的大小）部分学生可能出错，如何改进对"力在力的方向上移动的距离"这一概念的教学？ 7. 是否需要在下节课增加更多关于变形公式F=W/s和s=W/F的练习，以帮助学生灵活运用功的计算公式？ 学科网（北京）股份有限公司 $