韋路

【摘 要】功與機械能是用能量的觀點處理物理問題的基礎，深刻理解并靈活掌握它們，不僅能建立起處理復雜物理問題的基本思維與基本方法，而且會使同學們對整個中學物理的知識理解和應用得以升華，從本質上理解物理問題所融合的物理思想也會為同學們學好物理學知識打下堅實的基礎。綜觀近年高考題中的功及機械能方面的考題，是以基本知識理解應用為主，凸現(xiàn)了能力要求，我們這兒把它們歸類并深入研究，就會為備考復習找準方向。

【關鍵詞】認識；理解；計算；機械能

功是中學物理中比較重要的物理量之一，是能量轉化的量度。功是物理學中最基本、最重要的概念，貫穿了整個物理學，是整個中學物理學習的難點和重點。這一章節(jié)涉及到的內容比較抽象，教師在實際教學過程中，要注意把握關鍵點，才能突破難點，抓住重點。功這一節(jié)的關鍵點把握的好壞，決定著學生的理解、分析、概括及應用。因此，教師對于功的關鍵點的把握優(yōu)化教學過程的重要環(huán)節(jié)，是提高教學效率的重要途徑。

盡管對人來說，手提重物不動和把物體往上提都會感到“吃力”，但一般來說兩種情況是不同的。前者以消耗人體自身的能量為主不好計算，而后者卻必須“消耗”一定的能量，因此為了計算的方便有必要引入一物理量，以反映物體受力并發(fā)生運動過后的效應，這里就必須引入“功”這一物理量，功是能量轉化的量度。因為力始終有方向我們物理老師在教學的時候老是強調功有方向，還老是強調同學們計算和理解時別忽視它的方向性，而不是引導學生們理解體會力施加在物體上過后的物體的運動狀態(tài)。學生有了這樣思維定勢過后我們很難掃清他們這一種認識上的盲區(qū)，所以在這里應特別強調功是標量，功的正負只反映力是作為動力還是阻力在使用的，若物體的運動趨勢與原來剛好與原來一樣則說明我們力做的是正功，力是動力；反之若物體速的原來的運動狀態(tài)與原來剛好相反說明力是作為阻力使用的，是做的負功。不說明功具有方向性，并且明確指出：力F做負功“-FL”，這里的負號不是數(shù)學意義上的負數(shù)，而只是為了標明物體為了達到自身的運動效果克服力F這個阻力廢料了“FL”這么大的能量，這個負號不具數(shù)學意義只是為了讓我們直觀明了地看到物體的運動趨勢在發(fā)生逆變，與并不表明其它復雜物理的意義。

對于這類理解上的誤區(qū)難點我們在平時的教學或者復習一定要分辨出來，在重點上下功夫難點上應該給學生有所突破有所釋疑，不要讓學生帶著難點和學習的負擔進入以后物理上的后續(xù)學習，更不應把所謂的教學進度或者復習迎考進度作為教學目標，否則學生基礎知識上無法有效地消化他們就會對考試失去信心，也會對物理失去學科上的興趣，老師同時也會感到很力不從心。我們應在基礎知識混淆的地方給學生多進行輔助性地剖析才行，反對為了快而一味地快而應該是以學生有所獲為教學導向。筆者以講實例講故事擺事例的方式讓學生理解功的深刻含義：

1.如何讓學生理解功的概念。當一個力作用在物體上，物體在這個力作用下通過了一段距離，這個力的作用就有了成效，我們就說這個力做了功。舉例說明：起重機提起貨物的時候，貨物受到起重機和鋼繩的拉力作用發(fā)生一段位移，鋼繩的拉力對貨物做了功，機車牽引列車前進，列車受到機車的牽引力作用發(fā)生位移，牽引力就對列車做了功。

2.提出幾個例子讓學生討論、分析，讓學生自己得出做功的兩個必要因素。

例一：人用一個向前的推力推一笨重的物體而沒有推動。（有力但沒有發(fā)生位移，推力沒做功，“勞而無功”。）

例二：在極光滑的水平冰面上滑動的木塊，各力做功如何？（物體受力也有位移，但在重力和支持力的方向上無位移，做功為零，水平方向雖有位移，但沒有力的作用，做功也為零，“不勞無功”。）

例三：一小球從某一高度自由下落，重力有沒有做功。（物體受力在力的方向上有位移，重力有做功。）

在講故事中提醒學生注意幾點：談到做功要明確是什么力做功？對什么物體做功？在什么過程做功？

打掃衛(wèi)生時學生把水提往3樓打掃教室，這時我們說學生用的力是克服水和重力做的功，由于桶和水與我們目的方向那一邊剛好相反，我們要克服這個力不得不使勁，耗費了我們人的體力。所以桶和水的重力在這個過程不但沒有做功反而我們還需人為做功去克服它們的影響。

3.深入理解功的一般計算公式W=FLcosa。

通過復習初中已學過力的方向跟物體運動方向相同時，功的計算式為W=FS，在這基礎上提出問題，力的方向跟運動方向成某一夾角a時，做功如何計算？

比如，上圖是F的作用力下物體只是在水平L方向上產生位移，那么我們自然可以通過上面例二的分析，讓學生們利用所學矢量的分解知識，自己通過分析、推理得出W=FLcosa。（這是由于力F在豎直上沒有產生位移，也就是沒有產生作用效果因此我們不用計算FLsina）。

若果力F使得物體由O點運動到A點，那么力F的作用效果就可以直觀地分解成兩部分：一部分就是把物體抬升了H這么高，另一部分就是使得物體在水平方向移動了L長的距離。因為這個力在兩個方向上都產生了實實在在的位移效果，因此我們計算的時候就不能考慮一個方向上作用效果了，所以，在計算這個力的真實做功時我們可用兩部分的合理作用效果來表示，即W=FLCOSa+FHsina。我們要讓學生寫小論文寫物理讀書摘要的形式去領悟做功的具體含義。

那為什么一個物體同時受到幾個力的作用發(fā)生位移時，這幾個力做的總功等于各個力分別對物體做功的代數(shù)和即W總=W1+W2+W3+W4+…在對于這個公式的理解時我們不能給學生直接答案，這里應該慢慢地引導他們。用假設法提問與學生，比如讓學生思考若果我們去掉一個關鍵的力F2，問問他們現(xiàn)在這個物體的運動效果會不會改變，若運動效果最終的位置狀態(tài)都改變了就說明這個力的確做了功。我們這樣一一去考量撤掉每一個力后的物體運動效應，學生們在這樣一個個具體的分析就會的系統(tǒng)地總結出上面的公式。因為他們已經(jīng)深刻理解到物體現(xiàn)在這樣一個運動效果是這么多個分力合作產生的效果，所以這些力對物體的作用效果就應該把他們幾個力做的功就應該把它們加在一起來計算。通?？紤]得到功的的計算公式W=FLcosa，就是由于物體只有在水平方向產生了位移，在素質方向上由于物體沒有產生位移效果因此我們計算時就把FLsina這個量就省去，才得到了上面這個結論公式。

在高中物理的教學中，教師認為用簡要物理公式概括其中的物理實質，往往是覺得越是簡要就越覺得這樣可以反應物理的學科特色。要能用細致的語言生動地去具體分析物理學知識，逆向給學生講明物理知識的本質也是值得我們探討和研究的方法。