三个概念（有用功、额外功、总功）的建构和教学设计

   理解总功、有用功和额外功三个概念，是解决机械效率问题的关键。你能想到哪些办法帮助学生建构总功、有用功和额外功这三个概念？请设计一个你认为最佳的教学片段，并说明操作要点和设计意图。

三个概念（有用功、额外功、总功）的建构和教学设计

一：有用功、总功、额外功的建构办法：

1、  举例法：

利用生活中的各种实例，分析认识在完成一件工作的时候，人们做的功包含两部分。如：同学们提水，既需要把水提上来，又需要把水桶或者水瓶等盛水的器皿提上来；帮助妈妈做家务，送垃圾时，既需要送垃圾，又需要把盛垃圾的袋子拿走；汽车运送货物，既需要把货物运到，又需要把几吨重的车身运到；用滑轮提升货物，既需要把钩码提起，又需要把滑轮拉起；把货物拉上斜坡，既需要对货物做功，又需要克服摩擦做功。

    依次，请同学们讨论：还有哪些类似的例子？

2、讲授法：

点拨功的原理，进一步引申问题：为什么是人们使用机械所做的功不少于不用机械而直接用手做的功？得到使用机械的时候，还要克服机械的重力做功（额外功）、克服摩擦做功（额外功）。

3、实验探究：

可以利用两个实验，（1）利用动滑轮把钩码吊起。（2）利用斜面提升木块。与不使用动滑轮、斜面而直接把物体举到同样的高度所做的功的多少进行比较，得出三个概念。

4、问题讨论法：

    先提出问题，，如：为了提水，用同样大小的铁桶、塑料桶的区别？提水和从井里捞水桶人们关注的不同？再组织学生自主探究，进行讨论，得到，有用与额外的概念。

二：教学设计：

意图是：通过设置情景和问题，引导学生自主探究，讨论交流，来解决问题，获取知识。组织好学生自主探究和讨论活动，寓教于乐，学生在做中学，体验探究的乐趣，充分发挥学生的主体和教师的主导作用，提高学生的参与度，少做额外功，多做有用功，提高课堂效率，构建理想课堂。

（一）新课导入：采取情景与问题导入。

 

1、交互电子白板展示

2、问题：将物体匀速提上去有哪些方法？

3、间接完成任务会省功吗？

4、W机械≥W直接           使用任何机械都不会省功。

（我认为导入是为新课服务的，既要有激趣性，又要有实用性。白板展示增添刺激强度，设疑可设置悬念，激发学生的积极性，同时一下就解决了功的原理这个教材没讲的内容，为高中教学服务）

 

（二）、有用功、额外功、总功、机械效率的概念的教学：

 

1、有用功、额外功、总功的揭示：

 

①交互电子白板展示（动态的杠杆、滑轮、滑轮组、斜面提升物体的情景）

②用机械做功间接完成任务为什么要多做功？

③这部分功对完成任务有用吗？不做行吗？

④揭示：有用功、额外功、总功的概念

（利用媒体的形象性和直观性，感知使用机械完成任务，因克服机械自重和机械摩擦要做一部分功，对直接完成任务无用，但不做不行，顺理成章的理解有用功、额外功、总功）

2、有用功、额外功、总功的强化：

（1）、例举：举生活中的例子以便在实例中找出有用功、额外功、总功

如：水井打水，水井捞桶，抱篮球上楼杠杆提升，滑轮提升，斜面提升，滑轮水平拉动

①  任务是什么？②直接完成任务做的功是什么？

（2）、课本图 14.4 — 1 ，说明本图的含义：把沙子从一楼搬到三楼采取的三种方法。

　　引导学生定性分析方法（一）提出问题：人在把沙子从一楼搬到三楼的过程中，对哪些物体做了功？哪一部分功对我们有用？哪一部分功是我们不需要但又不得不做的功？然后根据上面的分析思路让学生在分析方法（二）、（三）中的有用功、额外功和总功，为进步加深 学生对有用功、额外功的理解，我设计如下练习：

　　用水桶从井中提水时，所做的有用功为（ ），额外功为（ ），如果水桶掉到井里，从井里捞桶时，有用功为（ ）额外功为（ ）。

　　（为培养学生的发散思维，激发他们的创造力，我提问“如果让你采取用除上述方法之外的其他方法，将沙子从一楼搬到三楼你打算怎么办？大家讨论一下，然后引导、提问，对好的做法及时表扬，激励、激活课堂。）

　　此时学生对有用功、额外功和总功的理解还不全面，还需继续强化。这时我对照挂图说明：沙子重 100N ，人体重 400N ，动滑轮重 10N ，桶重 20N ，口袋重 5N ，然后让学生分别计算出方法（一）、（二）、（三）中的有用功、额外功和总功，填入相应的表格中。

通过以上的教学过程，学生对有用功、额外功和总功的认识水到渠成，此时让学生总结，教师板书，有用功、额外功、总功的定义及符号。

（3）、让学生收集有关机械使用的历史发展过程。

通过汇报、讨论、交流等多种形式，认识机械的使用对社会发展的作用。体现课改理念中“注意学科渗透，关心科技发展”和了解自然界事物的相关的联系，逐步树立科学的世界观的思想。