到了第三章功與能，會有一部分學生突然覺得簡單點，但也有人感到更難。原因出在，運動學會有方向，科學說法就是向量，對這無感的同學會很累，但到了功能又沒有，解題上手感回到二年級的熱學。反過來就是，對抽象能量無感者，在前面運動學還有指向性時找得到切入點，現在又沒了。

中學以下的素養教育與經驗談：國三上自然科，力與運動｜方格子 vocus

接下來討論力與運動，這其實就是牛頓運動學的基礎，關鍵在於「力」，一定要先把力弄懂，不能只關注運動。學生要打開牛頓運動學的門，就要知道本章節力與運動的標題，不是在唬你，而真在講施力與產生運動的關係。 ...
這關鍵在哪，又該怎麼去下手，好讓各有苦惱的學生，找到下手處？
筆者以為，從翻譯開始解釋XD

功與能

功的英文是Work，這也是公式 W=FS 中，W的由來。許多同學完全不明白，為何能量這邊又跑出功，因為能量代號通常為E，就是Energy，直接明白，功又是啥鬼？
坦白說中文不好解釋，因為日常中對「功」這個字經常僅作成效、成就解釋，不如從日文去看，豁然開朗者會變多。
日文把「功」（Work）翻譯為「仕事」，也就是工作的意思，對「功」的解釋，指的是「物理學意義上的工作」，所以物體甲對物體乙作功，意思是「物體甲給了物體乙一些能量，讓物體乙去進行一些物理學上的工作」。
呃，再白話點。國中物理學多半指運動學與力學，而工作是一種外顯出的樣子，對學生解釋、同學自己想像，「作功」必須要有主詞與受詞，「誰對誰」作功。公式為何是W=FS ？
「物體甲對物體乙施力一段距離，使物體乙產生運動，給予的能量稱之為甲對乙作的功。」
現在沒教，所以拜託不要教內積外積，直接跟學生說，作功就是有主體對客體施力，使其產生運動所需的能量。

說明功的方向性

然後就開始帶點題目去解釋，一般而言筆者會用這四個範例去講。
  1. 甲從左向右對乙施力10牛頓，讓乙向右移動5公尺，甲對乙作功___。
  2. 甲從左向右對乙施力10牛頓，乙紋風不動，甲對乙作功___。
  3. 甲由左而右對乙施力10牛頓，讓乙向右移動5公尺，甲對乙朝左方作功___。
  4. 甲從左向右對乙施力10牛頓，讓乙向右移動5公尺，甲對乙朝上方作功___。
例題1很單純計算，例題2要讓學生明白，沒有移動下，施力多大，都對「移動這項工作沒成果」，例題3是要去明白，方向我們往右推，卻問往左邊作功，當然會得到負的，表示對「向左前進反效果」，最後例題4，問朝上方作功，可物體只有左右，沒有往上啊，所以無論施力多大，都對「朝上方移動這工作無用」。
例題跟方法老師可以自選，重點是透過敘述，讓學生明白功的意思，為何要看題目問什麼，施力方向又為什麼要跟位移一樣才是正功。
不能光寫題目要同學去背，必須解釋，朝右邊推，對乙物體來說向右是正功，向左則是負功，這某方面來說是只看結果，畢竟死命的推看起來超有能量，但若對我們想要進行的方向無用，作功也是零。
這是很常見的教學失誤，不少老師覺得功就是背公式帶題目，反正W=FS 就操作上來講不難。接著就去上功率，功率就只是除以時間嘛，沒多久下堂課開始上動能。
為何說是失誤？
我們對某物體施力使其移動，我們對此物體作功、此物體得到能量，此能量用來運動稱之為動能。而動能沒方向，只看純然的大小，這又跟功要看方向不一樣，學生會有人在這中間只懂了操作定義，不懂物理定義，日後上高中慘死、死慘。

針對「方向」去做練習，才能抓到物理上的定義

要具體的去說，建議用範例把動能用功去帶出來，先列出公式Ek=1/2mv^2，然後帶範例如下。
範例：在一光滑桌面上，我們質量1kg的物體甲施力25N（牛頓），前進了2公尺後放手，請問此物體得到多少動能？物體甲剛剛離手後的速度又為多少？
解答：作功W=FS=25N×2m=50J
作功即為物體獲得能量，帶回動能公式：
Ek=1/2mv^2
50J=1/2×1×v^2
v^2=100
v=10
先確實讓學生明白，動能是作功給予，接著再帶稍微複雜點的題目，改範例就可以。
範例：在桌面上，我們對質量1kg的物體甲施力25N，前進了2公尺後放手，已知桌面對此物體的摩擦力在移動時固定為10N，請問此物體得到多少動能？物體甲剛剛離手後的速度又為多少？
解答：跟上題一模一樣，摩擦力不需要拿來用。因為功是指工作，在這題問的題目中，沒有摩擦力的工作，當然就沒有角色，結果也就無關。
但請老師後面補一個問題，「請問摩擦力對此物體作功多少」？
解答：W=FS=-10N×2=-20J
因為摩擦力跟物體前進方向相反，作負功。
但這跟物體獲得動能、速度無關，因為題目已經告訴我們最後的結果，就是前進2公尺，施力跟質量都知道，那麼摩擦力就是包含在這整個「工作之中」。
如果沒有「方向」的練習，會有學生陷入摩擦力不也是有能量，為何沒有給物體能量，或是相反的消除物體的能量，困在其中出不來。
筆者經驗是，動能算簡單的章節，要透過練習讓學生感受到可以面對，真的不難。但要真的知道功與能在幹嘛，超級無敵霹靂難，最好的上課方式，是透過題目解說觀念，這題的觀念帶下一個題目，一堂課三到五題，兩堂課把功與動能解決掉。其他時間再拿去作練習，尤其是下課前留10分鐘寫學習單，或是段考前出100題題本，給學生上課慢慢寫，邊寫邊檢討都比找時間考試好。

位能：收穫前先給予，發動前先貯存

往下會提到位能，這邊也是常發現，新手老師會解釋不清的章節。原因很簡單，以重力位能為例子，這指的是物體到高處後，相較於比較低的位置，具有一個能量，稱之為重力位能。位能英文是Potential Energy，白話講給學生聽就是「具有潛力的能量，代表還沒用」，一顆大石頭在你頭上還沒掉下來，此石頭具有很大的位能，但此能量對你而言沒有效果……因為還沒砸下來啊。
那為何有這能量？再分別解釋重力位能跟彈力位能。舉爬樓梯就好，問學生今天爬到三樓，拿起石頭往下丟，為何石頭撞擊地面的聲響，會比在一樓丟大很多。因為，拿著石頭爬到三樓會累啊，比沒搬石頭爬還累，這石頭的能量是誰給的？同學自己給的。
範例：把一顆質量5kg的沙包，搬運到10公尺高的3樓，請問你對此沙包，在上下的方向上作功多少？（g=9.8m/s^2；1kgw=9.8N，在此簡化四捨五入為10N，下同）
解答：往上方爬，要搬運一個5公斤沙包，表示兩手要出力5公斤去抵抗重力，重量向下5公斤，兩手施力向上5公斤。W =FS=5kgw×10m=-500J
接著問下一題，重力對此物體作功多少？
解答：重力朝下，W =FS=5kgw×10m=500J
一個朝上一個朝下，沙包得到這麼大的重力位能，是因為同學自己先花力氣，抵抗重力作功搬上去。對於重力來說位置變得比較高，也就代表等等把沙包往下丟時，重力得要「額外拉10公尺遠」。位能就只是預先存在此物體上的能量。
彈力位能也是，我們先施力壓縮彈簧，彈簧其實很想反推回來，所以當放手的瞬間，彈簧自己的彈性就會朝反方向推出去。這個我們先施力預存在彈簧裡的能量，就是彈力位能。
然後請不要糾結在預存兩個字的意思，先讓學生明白，位能是一種「要怎麼收穫先那麼栽」的能量。

上物理課當講故事，別把學生當成未來頂尖工程師

範例：用腳踢足球使其往上方飛，若足球質量1kg，向上方飛了5公尺，請問我們給了此球多少能量？（g=9.8m/s^2）
解答：W =FS=1kgw×5=50J
繼續問，此球被踢中的瞬間，向上的速度是多少？
解答：因為球剛剛飛上去時速度最大，也就是動能最大，而足球飛到5公尺高就停下，代表轉換的位能最高在5公尺處。
故踢中瞬間動能也為50J
50J=1/2×1×v^2
v^2=100
v=10
這跟前面說的一樣，重點是透過題目帶觀念、觀念帶下一題，順順的上一堂課。不要講半天位能，然後再開始解題目，這樣學生八成都忘了。再不然，就是講一個觀念，就開始找題目帶一下，也是還可以。
到此，各位師長同學應該會發現，好像是把上物理課當講故事？對。
單單講公式帶題目，大半同學會從頭睡到尾啦。要用故事，生活化題目讓學生去想像，有代入感才不會睡著。然後數字有沒發現，筆者的例題好像都是整數、可以開根號。請不要在帶觀念時，還讓學生花腦袋去解數學，就算這數學很簡單。
在這當中，一定要教授的是能量守恆，但筆者經驗是，透過題目一題題去講，慢慢帶出能量不可能輸出大於輸入。建議從摩擦力開始講，個人習慣上最後會帶到「生活中到處都有摩擦力啊，你跑步都有風阻了，所以怎樣都不可能出100的力，得到100前進的動能，勢必有一些拿去抵抗阻力」。
其實不需要講得太文謅謅，國中生第一次接觸，九成都不會來唸我們理工科，請不要抱持教育未來台GG工程師的心態教學，會死人的。

槓桿跟簡單機械，不要太鑽牛角尖

本章最後是槓桿跟簡單機械，由於現在課程內容刪減許多，要看個別學校教學狀況而定，所以只大概提一些個人經驗。
首先，這邊講的都是力矩的概念，力矩指的是「施力乘以施力方向到支點的垂直距離」，也就是力×力臂。
請不要弄得太複雜，國中目前刪掉很多，放在力矩跟轉動就好，只要教順時針力矩大就順時針轉動、逆時針力矩大就逆時針轉動，不要講太多其他的。
如圖，看的是施力方向那條藍色虛線，到支點的紅虛線距離，很多同學會弄錯，例如下圖。許多同學會從施力點，直接算到支點距離，這務必請上課老師要講，同學自己也不要弄錯了。
其他有關滑輪、斜坡的題目，嚴格說都跟力矩有關，但現在不要求上的太多，筆者就偷懶好了。真要講就是定滑輪、動滑輪的差異，以及換算力的大小、方向，全部都是基礎題型，不然就是結合素養考題，總之請各位同學不要鑽牛角尖，一般坊間參考書題目就夠練了。