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1、建立“三功”概念的四个思路理解总功、有用功和额外功三个概念，是解决机械效率问题的关键。而这三个概念中，只要理解了有用功和额外功，那么总功就水到渠成了。而对总功、有用功和额外功三个概念的理解，对于学生来说是有点困难的。因为学生刚开始接触功的概念，对功的概念的理解还不是很到位，而且我们是在一个事例中分解出来的三个功（三功一体），这个分解的过程就是一个很难的事情，所以如果我们一开始就要从创设情景入手，结合生活实例，奇妙迁移和分析，将三功的概念夯实在学生的头脑里。l 建立三功概念的方法一：1情景创设1：上课前把一保温瓶热水放在讲台旁边的地面上。教师：我的水杯没水了，小明同学，帮忙把热水提到讲台上来。
2、小明完成任务。教师：谢谢，请问在这个过程中,小明做功了吗?学生：做功了。教师：可他做的功有一部分我认可，有一部分我感觉不需要。学生：为什么？教师：因为小明没有按我的要求完成工作，我的要求是将热水提到讲台上来。可他不仅将热水提上来了，同时也将保温瓶提上来了。提热水时对水做的功我认可，这是我的目的。对保温瓶做的功我认为无用, 因为我没有请他提保温瓶。学生：可是要将水提上去,不提保温瓶是不可能的。教师：所以对保温瓶做的功不需要,但为了完成任务又不得不做,物理上把这种功称为额处功。对水做的功是目的,为实现目的而做的功物理上称为有用功。对水和保温瓶做功的和则称为总功。 物理上按功的作用不同分为三种:有用
3、功:为实现目的而做的功。额外功:对我们无用但又不得不做的功。总功:为完成任务做的所有的功，也就是有用功跟额外功的总和。通过对一个简单情景的分析，使学生对三个功有一个初步的认识，形成初步的概念。力图通过实例分析建立概念。2情景创设2：演示实验 ，用杠杆提钩码。教师：同学们思考或讨论一下用杠杆使钩码提高时，有用 功、额外功、总功各指哪部分功？（注意思考问题 的顺序）。 学生回答在此三种功的所在。教师评价学生的回答。教师：在用滑轮等机械做功时，同学们应该把握好两个重要的力,拉杠杆（拉机械）的力F，杠杆（机械）拉重物的力F，此力大小等于物重G（匀速拉动时）。F做的功是对杠杆(机械)做的功，即总功。F做
4、的功是机械对外(对钩码)做的功，即有用功。 通过对此情景的分析，使三个功回归到机械上来，使学生加深对三个功的理解。明确对机械做功和机械对外做功，寄希望于换一个说法帮助学生助于理解三个功。3创设情景3:用动滑轮提钩码，并进行数据记录。学生首先思考：哪个力对机械做功了（总功），机械对谁做功了（有用功），哪是额外功？此情景的设置，进一步落实对三个功的理解。数据记录：钩码重G=2N 被提高h=0.5m 弹簧测力计示数F=1.5N 拉动距离s=1m学生根据数据计算三个功。W有=Gh=2N0.5m=1JW总=Fs=1.5N1m=1.5JW额= W总W有=1.5J1J=0.5J教师：通过定量计算也会看出，使
5、用机械时要多做一部分功额外功，这就好比养鸡下蛋，喂一斤粮食（对机械做功），不可能下一斤鸡蛋（机械对外做功小于总功），鸡自身还要消耗一部分（机械自身消耗一部分功额外功）。l 建立三功概念的方法二：在实际教学中，可以设计三种物理情景来建立有用功、额外功的概念。第一个情景：人从水井中提水，在这个过程中，涉及到的物体有：人、水桶、桶内的水。人对水桶做了功，人也对桶内的水做了功。在这个基础我就问学生，如果我们的目的是提水，哪一部分功能直接满足我们的目的？如果我们的目的是捞掉在水井中的桶，哪一部分功能直接满足我们的目的？哪些功不能直接满足我们的目的但不得不去做的呢？这时我们就可以建立概念了：能直接满足我们
6、的工作目的的功，就叫有用功；不能直接满足我们的工作目的，但不得不额外做的功叫额外功。第二个情景：利用滑轮组在竖直方向上提升一个物体，在这个过程中，涉及到的物体有：人、动滑轮、重物。人在绳子的自由端拉的时候，人对动滑轮做了功，也对重物做了功，如果我们的目的是提升重物，那么对重物做的功就是有用功，对动滑轮做的功就是额外功。W有Gh,W额G动h第三个情景：利用滑轮在水平方向上拉一个物体，此时对动滑轮要做功，克服物体和地面间的摩擦也要做功，如果我们的目的就是拉动物体，那么克服摩擦所做的功是有用功，拉动动滑轮做的功是额外功。我设计这三个物理场景的目的，就是让学生通过各种情况来认识、分析、归纳从而建立有用
7、功、额外功的概念。在操作过程中，一定要让学生找出在做功的过程中涉及到了哪些物体、做了哪些功、我们做功的目的是什么、我们的工作目的是什么、哪些功直接满足我们的目的、哪些功不能直接满足我们的目的。这些事实都搞清了，就可以建立概念了。 有了有用功、额外功的概念，我们就很容易给出总功的概念：有用功加上额外功，就叫总功。最后通过两个例题加深概念的理解例1 已知斜面高1.5米，长4.5米，把重为7500牛的物体匀速拉到斜面的顶端，所用拉力是3000牛，求使用斜面拉木块时所做的额外功？错解 利用斜面可以省力，所以，有用功W有=FL=3000牛4.5米=1.35104焦，在这一过程中物体被举高，总功W总=Gh
8、=7500牛1.5米=1.125104焦，所以，额外功W额=W有-W总=1.35104焦-1.125104焦=2.25103焦。辨析 错解额外功的数值是对的，但是总功、有用功的概念搞错了，额外功的表达式也搞错了。利用斜面的目的是为了用小于重力的力将物体举高，所以有用功W有=Gh。由于斜面不光滑，做功时总功W总=FL，额外功W额=W总-W有。使用机械做功时，总功=有用功，额外功为零，这是理想机械（没有摩擦等）；使用机械做功时，总功有用功，额外功=总功-有用功，这是实际机械（有摩擦等）。例2 用如图所示的滑轮组来提起800牛的重物，所用拉力是250牛，当绳的自由端拉下12米时，人对滑轮组做的总功是
9、多少？滑轮组提起重物做的有用功是多少？错解 已知G=800牛，F=250牛，h=12米，则W有=Gh=800牛12米=9.6103焦，W总=F4h=250牛412米=1.2104焦。辨析 错解混淆了h和S两个物体量的概念，因此，对有用功和总功的计算都是错误的。公式中h表示物体升高的高度，S表示绳子自由端移动的距离，所以S=12米，h=S/4=1/412米=3米，W有=Gh=800牛3米=2.4103焦，W总=FS=250牛12米=3.0103焦。l 建立三功概念的方法三：在机械效率的学习中，如何正确区别有用功、总功和额外功是学好机械效率的前提，也是学生容易混淆的概念，如何形象地、易于理解地让学
10、生掌握这些，是我们做老师必须思考的，在平时的教学中我是这样做的：一、瞄准目标目的就是有用的什么是有用功，顾名思义啊：对我们有用的功！简单说来，就是我们的“目的”，简单又明了，如果我们想提水，克服水的重力做的功就是我们的目的，就是有用功，如果我们是上楼，那克服我们人的重力所做的功就是有用功，了解目的，就等于知道了什么是有用功！二、面对现实无奈的选择是额外的额外功，很好理解，额外所做的功，也就是对我们没有用（不是我们的目的）但又不得不做的功称为额外功！就像我们的目的是提水上楼，不想提水桶，可又不得不把这个容器一起提起，提水，自己也得上楼啊，于是我们又要把自己搬上楼，水桶啊，提水人自己啊，都是让我们
11、无奈的那个选择，它们都是额外功！三、我们所付出的一切就是总功我们为了达到目的，必须的、无奈的我们都做了，那我们所做的有用功和额外功的总和就是总功！其实初中阶段我们遇到的题目里面，如果是人来操作的，绝大多数的总功其实就是人手来做的功（当然，也要因题而异，不能太绝对）。教学片断：（麻烦一位同学帮我从楼下的办公室里帮我拿水过来）学生回来后，进行新课：师：同学们，我刚刚麻烦了xxx同学帮我拿水过来，谢谢xxx！他帮我实现了我的目的，同学们知道是什么？生：“老师你想喝水！”“当然是端水过来了！”师：对，大家说的很好，我的目的只有一个，那就是将水从楼下搬上来！这是我的目的，是对我有用的，那对它做的功就是有
12、用功W有（板书）。那同学们，xxx只是把水带上来了吗？生：“不，还有水杯！”“还有xxx，他还需要把他自己搬上来啊（能认识到这点很不容易啊）！”师：同学们说的太好了，他为了帮我还做了这些事情，杯子还有他自己属于目的吗？生：“当然不是，老师，杯子的味道可不好，相信你不需要！”“可不搬它们不行啊！”师：对了！现实是多么让人无奈啊，不想做又不得不做！我们称搬运它们所做的功为额外功W额外（板书）。师：再次对xxx同学表示感谢！不分析还真不知道，你为了实现目的还做了这么多事情！有用的无奈的你都做了，那我们把你一共所做的功称为总功W总（板书），也就是有用功与额外功的总和！师：同学们来说说你对这三种功的理解
13、，关于它们，你知道了什么？学生讨论发言。（略）（设计目的：通过实例，让学生形象地了解有用功、额外功、总功的概念，明白目的有用功；不得不额外功；一共总功！）师：同学们，大家现在来思考这样一个问题：有人在井边发现桶掉水里了，想把水桶捞上来，捞上来后发现桶里带了些水！捞上桶后又想打水上来，就又打了一桶水！同学们，在刚才叙述的片段中，这人做了几件事？两件事的有用功、额外功、总功，相同吗？有什么不同？讨论一下，发表一下你的看法！学生讨论发言。（略）（设计目的：在有了有用功、额外功、总功的知识铺垫后，我们需要的是深化它们在学生大脑中的印象，这个捞桶、打水的例子是个不错的选择，大家认为呢？）师：同学们，我们
14、看到课本上的例子：（以课本上的运沙子上楼的举例为出发点，与学生一起研究：）同学们思考、计算一下，在将沙子运上楼的过程中，这三种方法各自的有用功、额外功、总功各是多少？有用功（W有）/J额外功(W额外) /J总功（W总）/J第一种方法第二种方法第三种方法（设计目的：在定性的认识了三种功后，我们需要的就是让学生熟悉怎样对三种功进行计算！毕竟，学生们会在考试中遇到这种类似的计算！无奈啊！不过练习计算可不是学生无奈的额外功啊！它属于有用功！）l 建立三功概念的方法四：下面是我在教学过程中采用的一些方法，请大家批评指正。方法一：书包教师：同学们每天都要背着书包到学校（黑板板书“书包”二字），如果我们把书
15、包分开来看，它包括“书”和“包”两部分（把黑板上的两个字分别圈上以示区别）。请同学们想一想，你是想把“书”带到学校还是把“包”带到学校呢？学生大笑：书。教师：是呀，我们想着把书到学校来学习使用。带书才是我们想做的工作，是我们的目的，对书做的功对我们来说是有用的。（在“书”字旁边画线板书：有用功）教师：那么我们为什么还要用“包”呢？学生：为了携带书呀。教师：“包”可以帮助我们方便的完成带书的工作，是一个辅助性的工具。对包做的功对于我们来说是额外做的工作，即额外功。（在“包”字旁边画线板书：额外功）教师：书和包是一个整体，我们对书包做的功是我们做的所有的功，叫做总功。（在“书包”上方画线板书：总功） 教师：我们使用机械做功时，也会存在刚才我们分析书包时存在的有用功、额外功和总功的区别，下面我们来看一个实例。教师演示实验：用一个动滑轮将一个物体提升一定的高度。问题：请同学们分析，在这个
