测量杠杆的机械效率教学设计新部编版

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1、精品教学教案设计| Excellent teaching plan教师学科教案20 -20学年度第一学期任教学科:任教年级:任教老师:xx市实验学校精品教学教案设计| Excellent teaching plan?初中物理课程标准理念：?生活走向物理，从物理走向社会；?重科学探究，提倡学习方式多样化；?注意学科渗透，关心科技发展；?教学综述： 机械效率是一个抽象的概念，要理解机械效率必须先理解有用功、额外功和总功的概念。概念嵌套，逻辑关系比较复杂。解决方法：通过学生观察现象， 以及动手实验探究创设物理情境， 在观察实验的基础上充分探讨， 明确有用功、 额外功、 总功的意义， 通过对数据分析、

2、 比较， 得出机械效率的定义，并根据测量数据计算各组装置的机械效率。 分析简单机械的机械效率与哪些因素有关，研究提高机械效率的方法，从而更加深入的理解机械效率。? 教学原则： 提高学生的学习能力和动手能力， 培养学生的观察能力、 分析能力和归纳能力， 让学生在学习知识的过程也熟练掌握一些基本的科研态度、 科研方法和科研步骤。教学方法：观察现象，发现特征；启发引导、科学探究；归纳总结、形成规律。?1. 重点难点分析?重点： 建立机械效率及相关概念， 理解机械效率的意义， 会分析和测定动滑轮和斜面的机械效率。 通过引用学生认知中已有的概念 如正确率、 点击率进行类比，来帮助建立机械效率的概念。?

3、难点： 利用分析比较和实验探究方法， 将抽象的物理概念具体化。 在掌握知 识的同时，学习科学思维方法。2. 创设物理情境的策略联系实际：生活中经常需要将物体举高，如工人抬饭箱；将书包背起来的过程，都需要对物体功。起重机将建筑构件吊起。物体沿斜面坡道上升。汽车在盘山公路上行驶。3. 实施探究活动的策略 （以斜面为例）?组装器材?分析：在斜面上拉动物体和沿竖直方向提升物体?提出猜想和假设（以斜面为例）?教师引导：斜面的机械效率大小，与什么因素有关？1. 斜面的机械效率与斜面倾斜程度有什么关系 ?猜想：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高2. 研究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小有什么关系？?猜想

4、：机械效率与物体斜面之间接触面大小无关3. 研究斜面的机械效率与它的粗糙程度有什么关系？?猜想：表面越光滑，机械效率越高4. 研究斜面的机械效率与物重有什么关系？?猜想：研究斜面的机械效率与物体的重力无关?生：斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、物体重力有关。?师：能说说的猜想依据吗？? 生： 我觉得可能与斜面的粗糙程度有关， 斜面越粗糙， 克服摩擦力所做的额外功就越多，机械效率越低。?师：有道理。摩擦是影响机械效率的一个重要因素，摩擦力越大，做的额外功就越多，机械效率就越低。?生：我觉得可能与斜面的倾斜程度有关， 斜面的倾斜程度越大， 把物体提升得也越

5、高，机械效率就越高。?生：我认为可能与斜面的坡度有关。坡度越大，斜面的机械效率越高。?生：我觉得可能与物体的重力有关，物体越重，所以机械效率高（或越低） 。?生：我认为可能与斜面的长度有关，斜面越长，克服摩擦力所做的额外功也越多，机械效率就越低。?生：我认为可能与物体对斜面的压力有关，压力越大，机械效率越低（或越高）。?生：我认为可能与斜面的高度有关，斜面越高，做的有用功就越多，机械效率越高。? 师：很不错，同学们猜想了这么多因素，而且说得有理有据。我们能不能把这些因素中相类似的因素合并合并，把问题简化一下呢？谁来说？?生：我觉得斜面的坡度与斜面的倾斜程度可以合并?师：坡度与倾斜程度是不是一个

6、意思呀？?生：我觉得物体对斜面的压力与物体的重力可以合并。?师：物体越重，对斜面的压力也越大，那我们把它们合并为重力，因为压力不太好测量。?生： 我认为斜面的高度与斜面的长度也都可以合并为斜面的倾斜程度， 因为固定高度，只改变长度或固定长度只改变高度都相当于改变了斜面的倾斜程度，效果是一样的。?师：说得有道理，能演示一下吗？?生：演示并解说。 把斜面长度固定， 只改变斜面高度， 斜面的倾斜程度变了；把斜面高度固定， 只改变斜面的长度， 斜面的倾斜程度也变了。 这两种方法达到的效果是一样的。?师：这两种方法都改变了斜面的倾斜程度。但哪一种方法更好？?生：固定高度，改变斜面的长度更实用。?师： 按

7、照同学们的讨论结果， 进行合并后， 影响斜面的机械效率的因素有几个？?生：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体重力。当一个物理量与几个因素有关， 用什么方法来进行探究呢？控制变量法。 当一个量与多个因素有关， 在探究其中一个因素时， 我们要控制其它的因素一定， 这就是控制变量法。 由于本课题探究的因素较多， 课堂教学时间有限， 可以让各小组的同学只就其中一个比较感兴趣的问题来进行探究， 各小组讨论确定具体探究问题，做出实验设计方案，画出实验的图例和实验记录表格。实验：测量斜面的机械效率? 步骤：1. 每一组给 1 块长方体的木块、一块长木板、一辆小车、一把刻度尺、一只弹簧测力计。木块和木板可以

8、构成一个斜面。2. 设计实验方案。在实验中需要进行哪些操作？要测量哪些量？并设计实验数 据记录表。3. 与其他小组进行交流，看看谁的设计方案更好。借助如下的方框完成实验数据记录表。4. 选择设计科学、易于操作的实验方案进行实验，并把实验数据记录在表内5. 由实验测出的数据算出斜面的机械效率6. 你认为斜面的机械效率可能跟哪些因素有关？提出你的猜测7. 设计实验方案，检验你的猜测是否正确。? 讨论：1. 机械效率总是小于 1 ，为什么？2. 你认为可以从哪些方面提高机械效率？4. 引导分析推理的策略 （以滑轮组为例）? 结合实例通过多媒体展示四种运沙子上楼的方法， 组织学生讨论选择哪种方法最好

9、? 为什么 ? 分析有用功，额外功和总功。? 设问置疑 :5. 建立物理概念的策略机械效率概念的建立任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件之间又存在摩擦。所以使用任何机械，除了有用功之外都不可避免地要做额外功。机械效率公式：测量杠杆的机械效率? 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。 实验时， 竖直向上匀速拉动弹 簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。?（ 1 ）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为 N,钩码总重 G 为 1.0N ，钩码上升高度h 为 0.1m ，测力计移动距离s 为 0.3m ，则杠杆的机械效率为为为为为 % 。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：为

10、 为为为为为为为。?（ 2 ）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A 、 B 两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：根据表中数据， 能否得出杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关， 钩码越重其效率越高 ?的结论？答为为为为为为为为为为为为为为为为；? 请简要说明两条理由：6. 进行教学评价的策略?1.正确理解有用功、额外功、总功概念?2.能分析归纳建立机械效率概念?3.会设计并完成实验，探究影响机械效率因素?主要从以上三个方面对学习效果进行“自评”、“互评”与“教师评”?设计简洁、实用的评价量规姓名 评价 分析与概括能力 研究意识 合作精神与能力 总评自

11、评小组评三、学生常见问题分析与解决策略1功率与机械效率的区别是什么？? 功率 P=W/t 即单位时间内所做的功。功率是表示做功快慢的物理量。功率大的机械做功快，单位时间提供（或消耗）的能量多。? 机械效率 是有用功占总功的比值。 它是表征机械做功时其有用的成分高低。机械? 提供（或消耗）的总能量中有用的成分越高，机械的性能相对而言就好。所以，它们是完全不同的两个物理量。功率和效率是二个不同的概念。 机械的功率有输入功率和输出功率之分。输入功率是由原动机来提供（如电动机、汽油机等）。因摩擦力等原因其输出功率要小于输入功率，二者的百分比即为机械效率。故只有在输入功率不变的前提下，机械效率高，其输出

12、功率才大。2效率高的机械就省力吗？? 用一个弹簧测力计，利用家中案板和茶杯做了以下实验：?A.把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的总重量G 。?B.用案板作斜面，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面。?C.分别测出拉力 F 、杯子移动的距离 s 和升高的高度 h。?D.改变斜面的高度，重复上述实验。3怎样提高机械效率？? 滑轮组： 如果你是设计者， 怎样提高机械效率？如果你是使用者， 怎样提高机械效率？? 减轻动滑轮重、绳重、减小轮轴间摩擦增大物重。1. 减少机械自重.2. 减少机械的摩擦等来减小额外功 .3. 在额外功一

13、定时，增大有用功 .? 一般来说：提高机械效率的办法是改进结构，使它更合理、更轻巧，在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，以减小摩擦。4 为什么机械效率总是小于 1 ？几种机械组合后的机械效率仍然小于 1吗？ 有用功跟总功的比值叫机械效率。有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。意义：机械效率表示机械利用功的效果，效率越大，利用的效果越好，有用功在总功中所占比例越大；。任何机械的机械效率总是小于1 （小于100 %）对于机械系统的效率计算初中阶段不作要求， 如果系统是由几个机械简单串联而成， 则系统的总效率是各个机械的效率的连乘积， 其结果仍是小于1 的 （ 乘法原理 ） 。如果系统的组

14、成比较复杂，可应用功率流的概念求出输出功和输入功的关系，从而求得机械系统的总效率。 一台机器所做的有用功与总功越接近，这台机器的机械效率就越高。反证的方法： 如果机械效率等于 1 ， 只有不做额外功， 而实际的机械不可能不做额外功（额外阻力总是存在的）。故实际机械的机械效率不可能等于 1 。如果机械效率大于 1 ，则要求有用功大于总功，这当然是不可能的。5 为什么说机械效率是从能的方面描述机械的性能？机械是否省力？是从力的角度说明该机械的性能优劣。 机械效率是有用功占总功的比值。 功是能量变化的量度， 在一个过程中， 做了多少功， 能量就会改变多少。所以机械效率是从能的方面描述机械性能的。6 机械的效率是一定的吗？ 机械效率不是一定的。 比如滑轮组的机械效率， 影响它的主要因素是物重， 其次是动滑轮重， 还有绳子重和摩擦。 打个比方： 用一个重 100N 的动滑轮吊起1N 重的物体或 10000N 的物体， 哪个效率高？因为不论吊轻物还是吊重物都需要把一只挺重的动滑轮吊上去， 吊动滑轮做的就是额外功， 额外功在总功中占的比例越多，效率就越低。育人犹如春风化雨，授业不惜蜡炬成灰