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1.功的教材分析 新課程更加注重物理量的引入與確立，這也為實現立體化教學目標服務。廣東版高中物理（必修二）第五章非常重視概念與規律的探究過程。守恒定律的探究必然涉及能量的轉化過程。要進一步研究能量的轉化，最終得到機械能守恒定律，功的知識掌握就顯得尤為重要。本章第一節對功的引入，為進一步探究能量做了鋪墊，讓學生自然而然地想到功與能量是緊密聯系的。因此，在教學設計中，教師可以圍繞“功是能量轉化的量度”這條主線展開，這樣不僅能讓學生理解“為什么要引入功”，還可以利用這個結論去探究功是標量還是矢量。 同時也為后續研究引力勢能、探索彈性勢能的表達式、動能定律等知識奠定了堅實的基礎。可以說
2.“功是能量轉換的尺度”是貫穿整個第五章的主旋律貝語網校，教學設計探索過程始終圍繞這一主旋律展開。教學設計思路從生活中物質生產的基本動作和學生參與的互動實驗中，探索“功”的由來和功不可缺少的因素；再通過特殊情況引入一般情況，運用等效思路借鑒兩個特殊情況，推導出功的一般表達式；通過對功的一般表達式的深入研究，得出功可以為正也可以為負；從功的正負推導出功是矢量還是標量，并通過“功是能量轉換的尺度”探索功是標量；通過實例，得出幾個力所作的功和它們合力所作的功之間的關系；通過實例的拓展，得出適用條件，為以后探索彈性勢能的表達式打下基礎。本課教學流程圖如右圖所示。 整個教學設計和課堂教學過程也應該緊緊圍繞課程目標三個維度。
三、拓展教學目標 （一）知識與技能 1、知道功的由來，掌握做功的兩個必要因素。 2、能由具體到一般、由一般到具體推導功的一般表達形式，并知道功的單位。 3、掌握只適用于恒力，應為地面的位移。 （二）過程與方法 1、通過論證與實例，同時通過啟發式探索，讓學生了解“功”的由來，掌握做功的兩個因素。 2、在推導過程中，通過由具體到一般、再由一般到具體等猜想、理論論證，培養學生的科學論證和推理能力，并滲透等效思想，有意識地培養學生的科學思維和科學方法。 （三）情感態度與價值觀 1. 通過“為什么要引入功”、“功”的由來等探究高中物理功的教學設計，讓學生體會到物理來源于生活，讓學生體驗物理學家在追求守恒定律和守恒定律過程中的研究過程。
4.2.通過科學探究教學，培養學生科學探究的興趣和積極性。 教學工具 弓箭、砝碼、鋸子、木板、錘子、釘子、螺絲刀 教學過程 1.引入新課：不同形式的能量可以相互轉化，能量變化的過程必然伴隨著做功的過程，可見，功與能量是兩個密切相關的物理量。因此，在本章追尋守恒定律的過程中，我們首先學習了功。 問題：為什么要引入功？ 2.通過啟發式探究，讓學生了解“功”的由來，掌握做功的兩個因素。 功的英文單詞是“work”，“work”不是“work”嗎？那么“”和“doing work”的意思是一樣的嗎？ 引出本課要探討的第二個問題：“work”的由來及做功的因素。 互動演示：讓學生端著或拿著一桶純凈水。 老師“命令”：“今天你的任務是拿著這桶純凈水站一個小時。”
5、問學生：“這個同學做功了嗎？”“他有沒有改變這桶純水的能量？”圍繞“功是能量轉換的量度”，讓學生理解這種情況是“無功勞動”，對純水桶的動能沒有影響。因此，學生可以從對物體能量變化有無影響的角度來理解“功”的由來。現在我們來探究影響功的因素。請考慮一輛車剎車的情況。通過引導，學生會理解，為了使兩輛以相同速度行駛的相同汽車停下來，可以采用兩種方法，考慮阻力的大小和位移的大小。一種是用較大的阻力和較小的位移使汽車停下來；另一種是用較小的阻力通過較長的位移使汽車停下來。兩種方法在改變汽車動能方面是等效的，因此可以看出做功是一樣的。可以看出做功與兩個因素有關。
6、聯系在于一個是力，一個是力方向上的位移。其實，物理學家在定義功的過程中，也考慮了很多實際生產中的功。實例：鋸木頭、錘釘子等功。我們說物理來源于生活，功的定義也是如此。比如，鋸木頭可以分為“推鋸子”和“拉鋸子”兩個動作；錘釘子可以分為“舉錘子”和“打釘子”兩個動作。物質生產功都是由一些簡單的動作構成的。甚至一些比較復雜的功，其實也只是推、拉、踏、轉等一些簡單的動作，按照一定的規律連續進行。推是向前施力，拉是向后施力，踏是向下施力，提是向上施力，轉是同時推拉，打是快速推或拉，拉是向后“推”。 綜上所述，所有這些簡單的動作都可以說是向不同方向的“推動”，而“推動”顯然是
7、是一切做功的基本單位。推這個動作之所以能構成，必須有兩個內容，一是力，二是移動的距離，兩者缺一不可。顯然，把功定義為力和力方向上位移的乘積，這個定義非常準確，這也是物理學源于生活，又與生活統一的一個很好的例子。而這，正是做功不可缺少的兩個因素。四、由特殊到一般，再由一般到特殊，借鑒等效的思想，引導學生探究功的一般表達式。特殊場景一：如圖所示，物體在水平恒定力F作用下，向前移動了位移L，力F做了多少功？特殊場景二：如圖所示，用垂直向上的升力，將一個水桶水平提起，使之以l的勻速向前移動，升力對水桶做功嗎？做了多少功？ 一般情況3：一般情況下，力F的方向既不與運動方向一致，也不與運動方向的位移垂直，力F的方向與運動方向垂直。
8.當方向成一定角度時，力F對物體做功嗎？若做功，做了多少功？ a.提出假設：通過做功的兩個必要因素，啟發和引導學生提出假設，并交流假設。可提出幾種假設：（1）力F所做功的大小與力與運動方向的夾角無關。（2）力F所做功的大小與力與運動方向的夾角有關。同樣，不同方向的力F，對改變物體能量的影響也會不同。可從兩個特殊情況進行定性分析，否定假設（1）。對于假設（2），提出用由特殊到一般的思維從理論上驗證的思路。b. 師生交流協作，學生分析證明，驗證假設：1.教師啟發：利用向量分解高中物理功的教學設計，將一般情況問題轉化為兩個簡單的特殊問題，同時滲透等價的思想。2.學生證明：c.優化證明結果的表達：一般情況下，力對物體所作的功等于
9、力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦值的乘積。即由一般到具體，加深對討論力做功的幾種可能情況的理解： （1）當a=p/2，cos a=0，W=0時。表示力F的方向與位移l方向垂直時，力F不做功，物體的能量在這個力F作用下不發生變化（既不增加，也不減少） （2）當0 a 0，W0時。表示力F對物體做了正功。 （3）當p/2 ap，cos a 0，W 0時。表示力F對物體做了負功。功可以是正的，也可以是負的。 結合書本P5圖5.2-5，進一步討論正功、負功的含義（限于學生現有的知識水平，對運動只學過直線運動，因此對物體能量的討論也僅限于運動物體的能量）： （1）正功：力對物體做功
10、當做功為正時，力對物體來說是一種驅動力，它向物體輸入能量，所以物體的能量增加。（2）負功：當力對物體做負功時，力對物體來說是一種阻力，它向物體輸出能量，所以物體的能量減少。也可以表達為“物體為克服這個力做了功”。例如，一個力做了10J的功，就可以說物體為克服這個力做了10J的功。順便說一下，在國際單位制中，功的單位是J，1J等于1N的力使物體沿力的方向位移1m時所做的功。即六功的延伸學習1：功是矢量還是標量？引導學生圍繞“功是能量轉換的尺度”這一主題，討論功是標量還是矢量。 結論是，力做功的效果是，物體的能量在力的作用下發生變化（增加或減少）。也就是說，功使物體的能量增加（或減少）。而
11、能量是沒有方向的。所以引起能量變化的力的作用——功，也是沒有方向的。可見，功是一個標量，正負號不表示方向，只表示所做功的性質。通過實例，我們可以探究幾種力對一個物體所作功的代數和等于這些力的合力對物體所作功。例如，一個質量為m的物體，沿傾斜角為a的光滑斜面滑下距離為L，斜面靜止不動。各力對物體所作功有多少？物體的合力所作功有多少？解答：我們發現，合力對物體所作功恰好等于各力所作功的代數和。如果斜面粗糙，上述結論還成立嗎？如果斜面粗糙，上述結論也成立。 因此，幾個力對一個物體所作功的代數和等于這些力的合力對物體所作功。這再次驗證了功是標量，運算遵循代數定律。在上面的例子中，如果物體在光滑的斜面上滑下，斜面同時向后移動。
12、回頭試確定重力和支撐力所作功的性質。我們發現，對于同一個客觀運動，相對于不同的參考系，其位移是不同的。因此，在中學物理中，我們一般都同意以地面作為計算功和位移的參考系。 七篇作品的擴展研究2 新問題情境： 如圖所示：小木塊受到水平向右拉力F=1N，在水平地面上向右移動l=1m后，再向左拉，回到原位，其大小不變。求：拉力F所作的功。 通過分析和引導，得出功的計算公式只適用于恒力所作的功。 拓展和促進研究，留下新的問題情境： 提出問題：功的計算公式不適用于變力所作的功。 那么，對于物體在變力作用下發生位移做功的情況，有沒有新的理論和方法來計算變力所作的功？ 例如，如果用水平力F將彈簧拉長L的距離，怎樣計算這個變化的力所作的功？（留個懸念
13.這為第五節探究彈性勢能的表達式做了很好的鋪墊。 )這個問題留給我們以后的學習去解決。 板書設計為什么要介紹功？ 1.功是能量轉換的量度。 探究“功”的由來及功的因素。 2.功的兩個不可缺少的因素：力和物體在力的方向上所作的位移。 由特殊的一般推導出功的一般表達式。（等效思維） 3.功的一般表達式 4.功是標量，正負不表示方向，只表示功的性質。 功的延伸學習1 功是矢量還是標量？ 5.幾個力對一個物體所作的功的代數和等于這些力的合力對物體所作的功。 a.計算功位移時以地面為參考系。 b.只適用于恒力功。 功的延伸學習2 變力所作的功怎樣計算？ （留待以后再學）F 教學后反思 學習功是為了追尋守恒定律，也為后面學習動能定理打下良好的基礎。本節課通過五道問題的設置（見黑板框內容），一個接一個地推進，每一個問題的探究和下一個問題的引入都非常自然，符合學生的認知規律。特別是在前面對功的由來以及功的因素進行了探究，學生的探究熱情非常高。不知不覺中，整節課的教學任務就自然完成了，為后面探索彈性勢能的表現形式埋下了伏筆，讓學生體會到功與能量是緊密聯系的，自然而然地為后面的教學打下了良好的基礎。