定义 力作用在物体上,且物体在力的方向上移动了距离,这两个条件缺一不可。
从哪来 建立在“2. 机械效率”这一前置知识之上,通过理解有用功与总功的能量转化关系,反推做功的本质是能量的转移或转化,从而明确做功必须伴随力的作用与位移的发生。
为什么 做功是能量转化的量度。如果有力无位移(如推墙不动),能量没有从施力者转移到受力者,只是肌肉内部化学能转化为内能,对外界物体未做功;如果有位移无力(如惯性滑行),物体动能未改变,没有能量输入,故不做功。只有力与位移同向存在,才实现了能量的传递。
生活类比法
适合
形象思维强、抽象概念理解困难的学生。
讲法:把“力”比作快递员,“位移”比作收件地址。快递员(力)必须把包裹(能量)送到指定地址(位移)才算完成工作(做功)。如果快递员站在原地喊话(有力无位移),或者包裹自己滚到了门口(有位移无力),都没完成送货任务。
反证排除法
适合
逻辑严密、喜欢辨析概念的学生。
讲法:列举三种“不做功”的典型场景进行排除。1. 劳而无功(推石头不动);2. 不劳无功(踢出去的足球在空中飞行);3. 垂直无功(提着水桶水平走)。通过排除法,锁定唯一做功的条件:力与位移方向一致。
实验演示法
适合
动手能力强、依赖直观体验的学生。
讲法:让学生用力压弹簧(有力无位移,不做功),然后松手让弹簧弹开小球(有力有位移,做功)。再让学生用手掌托住小球水平移动(力向上,位移水平,不做功)。通过身体感受力的存在与否,以及观察物体运动状态,建立直观联系。