《机械效率》教学设计

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1、机械效率（一）教材分析本章内容分为两个部分：第一部分主要介绍简单机械杠杆和滑轮；第二部分主要介绍功做功的多少，做功的快慢，做功的效率。机械效率的概念涉及面广，内容抽象，并与我们的生活息息相关，效率的概念已广泛应用于工作，生活和学习等方面，教材通过再次探究动滑轮的活动，让学生亲自体会什么是有用功，什么是总功，通过比较有用功和总功的大小，认识机械效率的物理意义和现实意义，计算公式，知道实际的机械效率不可能是100%，并找出提高机械效率的方法，从而增强将科学服务于人类的责任感。同时在探究过程中，培养学生严谨求实的态度。（二）、 学情分析 通过一年以来的学习,同学们储备了一定量的物理基本知识，掌握了一

2、定的物理学习方法和具有一定的实验、实践方法和能力。大部分同学能够适应本节课的基本要求,同时也应当主意少数同学学习能力不足的现象。所以本节课的学习应当注意以下几点： 1、少一些高难度的理论分析和复杂的多步骤计算，尽量把抽象的知识生活化和形象化,让学生通过生活来理解知识,同时利用知识来解释、指导生产、生活。 2、让学习走向生活，给学生预留一定的不同难度的课后实践探究问题，培养实践能力。 3、引导学生进行总结和反思,提升知识和能力的高度。（三）、设计理论与思想 1、教师成为学生们学习的引导者，巧妙和高效的引导学生发现问题和解决问题，不应该成为知识的灌输者，甚至教师要学会装“不懂”让学生教老师，体现学

3、生在学习中的主体地位，培养自我学习的能力。 2、实验、实践和理论相结合，首先由生活发现问题，通过实验探究归纳总结，解决问题。然后上升到高层次的理论分析,最后又回归到生产生活中。切实的体现物理科技知识教育的价值和意义。 3、师生之间具有良好的互动，教师能够切实的掌握学生对于知识和能力的把握程度,能够随机应变，及时调整教学方式及内容。（四）、教学目标1、知识与能力：（1）通过具体的情境和实例引导学生充分认识有用功、额外功和总功；（2）让学生掌握机械效率的计算方法；（3）通过引导学生分析机械效率小于1的原因，让学生掌握提高机械效率的途径及拓展到自己学习上应如何提高效率。2、过程与方法：（1）由问题引

4、入本课，提高学生的学习兴趣。（2）采用分组讨论、合作交流等多种方法进行教学。3、情感态度价值观：通过机械效率的学习引导学生在日常的生活和学习中应有效率意识和观念，与当今社会接轨。（五）、教学方法本节课最主要的教学方法是实验探究法，将学习中心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，从自主探究的过程中掌握知识，发现规律。其次还有讨论法，通过学生自主讨论得出结论也是物理学习常用的方法。（六）、教学重点与难点：1、教学重点：通过实验探究知道机械效率的存在。2、教学难点：探究滑轮组的机械效率及影响机械效率的因素。四、教学过程（一）

5、、复习提问：(a)、功的两个必要因素是什么？(b)、功的计算方法？（二）、提问引入：在使用简单机械提升或移动物体时，我们要对机械做功，机械又要对物体做功，那么我们对机械做功和机械对物体做功相等吗？如在下图中，小强想将100N重的沙子运到三楼，已知每层楼高三米，小强的体重为400N，桶重20N，口袋重5N，滑轮重10N，你能够计算出哪些功？哪种方法是最好的呢？（三）、新课教学： （三）1、活动：（如图三）示以动滑轮为例，比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。（1）设计方案（2）需测量的物理量和使用工具； （3）实验注意点：A、测拉力时，应匀速拉动弹簧秤；B、绳的自由端的拉力方向以竖直向上为宜，若

6、方向向下、操作、读数均不方便。（4）设计表格，进行多次实验，将实验数据填入珍格。（5）得出结论：手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功是 （等或不等）的。2、有用功、额外功、总功在上面的活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记作：W有用 ；在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：W额外；如果把手的拉力（即动力）对动滑轮做的功叫做总功，记作W总，则总功应等于有用功与额外功之和。即W总W有用W额外。同学们，当今的社会是个讲究效率的社会，时时、事事都要讲究效率。我们是初中八年级的学

7、生，明年要面临自己人生中的一次重要选择，我们在平时的学习中都想方设法的来提高自己的学习效率。人在做功时也一样，也想提高做功时的效率。那么现在就让我们来了解一下什么叫机械效率吧！3、机械效率：有用功与总功的比值。机械效率用来表示，计算式如下：说明：机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，所以是一个无单位的物理量。因为W有用总小于W总，所以机械效率总小于1。机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关。4、例题应用：一台起重机将重3600N的货

8、物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？解：起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3600N起重机提升重物所做的有用功W有=FS=Gh=3600N4m=14400J=1.44104J起重机做的总功W总=W有+W额=14400J+9600J=2.4104J因此，起重机的机械效率=W有/W总= 1.44104J/2.4104J=60%5、探究 滑轮组的机械效率实验装置图：如右下图示 A：实验时应注意的事项：（1） 要做到钩码、弹簧测力计匀速运动；（2）弹簧测力计要始终保持竖直方向。B：实验需要测量的物理量：（1） 钩码的重（G）；（2）弹簧测力计的

9、读数（F）；（2） 钩码上升的高度（h）；（4）绳自由端上升的高度（s）。C：实验需要的计算物理量：（1） 有用功（W有）；（2）总功（W总）（2） 机械效率（）。D：实验原理：F：实验步骤：（1） 照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中；（2） 匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离s，记录数据在表格中；（3） 分别算出有用功和总功，机械效率，记录结果；（4） 改变钩码的数量，重复上面的实验多做几次，将结果记录表格中。次数钩码重力G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳自由端移动距

10、离s/m总功W总/J机械效率1236、交流与讨论：（1）根据上面实验的探究，通过什么途径可以提高滑轮组的机械效率？（2）小强将要利用下图中所示器材测量滑轮组的机械效率。请你帮他检查一下还缺少什么器材？如果没有这种器材，小强能测量出滑轮组的机械效率吗？为什么？7、课堂练习：（1）有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高滑轮组的机械效率。（2）一台起重机将来600N的货物提高4米，起重机做的有用功是多少？如果额外功是9600J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？（3）在斜面上拉一个重工5N的物体到高处（如下图示），沿斜面向上的拉力为8N

11、，斜面长为2米、高03米。把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率。板书： 第三节 机械效率一、 有用功、额外功、总功1、有用功：在活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记作：W有用2、在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：W额外；3、总功应等于有用功与额外功之和。即W总W有用W额外。二、机械效率1、机械效率：有用功与总功的比值。机械效率用来表示，计算式如下：2、说明：机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，所以是一个无单位的物理量。因为W

12、有用总小于W总，所以机械效率总小于1。机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关。三、探究 测量滑轮组的机械效率1、实验原理： 2、实验步骤：（1）照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中；（2）匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离s，记录数据在表格中；（3）分别算出有用功和总功，机械效率，记录结果；（4）改变钩码的数量，重复上面的实验多做几次，将结果记录表格中。