《機械效率》教學(xué)設(shè)計課

題機

械

效

率課

型探

究

型

新

課教學(xué)目標(biāo)知識與技能能結(jié)合實例了解什么是有用功、額外功和總功，理解什么是機械效率。過程與方法通過參與探究斜面機械效率的活動，學(xué)習(xí)擬訂簡單的科學(xué)探究計劃和實驗方案。情感態(tài)度與價值觀在實驗中培養(yǎng)合作精神，養(yǎng)成事實求是、尊重實驗結(jié)果的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點

理解機械效率。教學(xué)難點

探究斜面的機械效率及影響機械效率的因素。教學(xué)關(guān)鍵

講清機械效率概念且通過探究活動進(jìn)一步理解這一物理量。教學(xué)資源摩擦較大的木板（16）

做重物的木塊（16）墊塊（16）彈簧測力計（16）刻度尺（16）多媒體教學(xué)課件教學(xué)方法實驗探究法

討論法教

學(xué)

過

程教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動設(shè)計意圖設(shè)疑導(dǎo)入建筑工地上有一堆沙子，要把這堆沙子運到三樓，你有哪些方法？請同學(xué)們思考討論，將討論結(jié)果記錄下來，看哪一組同學(xué)想的辦法最多？激趣使學(xué)生樂于參與

新課教學(xué)

想想議議一、有用功、額外功、總功

通過多媒體展示三種辦法并組織學(xué)生討論：

在把沙子從一樓運上三樓的過程中，每種方法中各對哪些物體做了功？

2、無論他采取哪種方法都必須做的功是他對什么做的功？

3、在幾種不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分別是什么？

師生共同理解三種功

通過學(xué)生討論、思考、比較、分析引出有用功、額外功、總功并獲得三者之間關(guān)系的信息。

想想議議

討論

交流

合作探究

合作探究二、機械效率

（一）、機械效率的概念、公式

在剛才所列的三種運沙方法中，你認(rèn)為哪種方法最好？哪種方法最差，為什么？

通過多媒體展示簡單機械做功時的圖片

討論、分析有用功占總功的比例

概念：有用功跟總功的比值

公式：η=w有用/w總

（二）、機械效率的一些特征

組織學(xué)生討論：

1、機械效率有單位嗎？

2、為什么機械效率沒有大于1的？

3、用小數(shù)和百分?jǐn)?shù)來表達(dá)機械效率，你認(rèn)為那種表達(dá)更好？

機械效率的三個特征：

沒有單位

總小于1

用百分?jǐn)?shù)表示

（三）提高機械效率的途徑

通過多媒體展示起重機工作時的圖片討論、分析、得出結(jié)論

途徑有三條：1）減輕機械自重

2）減小機械間的摩擦

3）允許情況下增加物重

（四）例題部分

通過多媒體展示例題：

一臺起重機將重3600N的貨物提高4m。如果額外功是9600J，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？起重機在哪些方面消耗了額外功？

1）組織學(xué)生分析、討論、計算

2）展示學(xué)生解題過程

3）總結(jié)、評價

三、探究斜面機械效率

組織學(xué)生討論尋找實驗方案分析實驗過程、進(jìn)行實驗、分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論通過多媒體顯示下列問題：

提出問題：斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系？

2、猜想與假設(shè)：斜面越陡機械效率越高（或越低）

3、探究方案與實驗設(shè)計包括：

1）實驗器材

2）實驗設(shè)計圖（教材109頁）

3）實驗原理

η=w有用/w總=Gh/Fs

4）需測物理量

G

h

F

s

5）進(jìn)行實驗

改變斜面的傾斜程度，測量斜面較緩、較陡、最陡時的機械效率

4、收集數(shù)據(jù)記錄表格（教材110頁）

5、分析和論證

結(jié)論：斜面越陡越費力，機械效率越高

斜面越緩越省力，機械效率越低

6、評估與交流

小組討論：怎樣提高斜面的機械效率？

引入機械效率概念

公式

進(jìn)一步理解機械效

率的概念

知道機械效率是機械性能的重要標(biāo)志

之一，提高機械效率有重要的經(jīng)濟(jì)意義

意在練習(xí)機械效率公式的應(yīng)用、使學(xué)生加深認(rèn)識有用功、和總功的概念。

意在讓學(xué)生學(xué)習(xí)測量斜面的機械效率通過探究斜面的機械效率加深對機械

效率的理解。

讓學(xué)生通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生合作精神，通過實驗探究驗證自己的猜想，培養(yǎng)學(xué)生相信科學(xué)、尊重科學(xué)的良好品質(zhì)。課堂小結(jié)通過“學(xué)到了什么”這一欄目對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)：包括對三種功的認(rèn)識，對機械效率

的理解，影響機械效率的因素及提高途徑，斜面的機械效率與其傾斜程度的關(guān)系等。培養(yǎng)學(xué)生歸納、總結(jié)知識的能力板書設(shè)計教學(xué)反思因為摩擦是影響機械效率的重要因素之一，實驗中還可以使用粗糙程度不同的斜面，進(jìn)一步探究摩擦對機械效率的影響，加深學(xué)生對機械效率的認(rèn)識。

學(xué)生對允許情況下增加物重可以提高機械效率還存在疑惑，課后通過習(xí)題加深學(xué)生對這一問題的理解。教材地位本節(jié)主要包括“有用功、額外功和總功以及機械效率”兩大方面的內(nèi)容，它是學(xué)生在學(xué)習(xí)了“功”和“功的原理”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是“測滑輪組機械效率”這一實驗的基礎(chǔ)；所以本節(jié)在本章教材中處于非常重要的地位，對學(xué)生今后參加社會實踐具有非常重要的指導(dǎo)意義。教材的特點本節(jié)教材的編排從實際出發(fā)，利用插圖，具有生動活潑的特點，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，可以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，遵循了學(xué)生由感性到理性，由簡單到復(fù)雜的認(rèn)識規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生從分析物理現(xiàn)象抽取物理規(guī)律的能力。教學(xué)目標(biāo)大綱對節(jié)教材的要求是：知道有用功和總功，知道機械效率。根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)及本節(jié)課的教材地位，依據(jù)教學(xué)大綱，我確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)有以下幾點：A①復(fù)述有用功、額外功、總功的定義，指出它們間的關(guān)系。②復(fù)述機械效率的定義,會寫出其計算公式B①能從機械功中區(qū)分出有用功、額外功和總功。②解釋機械效率小于1及沒有單位的原因。C①會利用η=W有用/W總進(jìn)行計算。②指出提高機械效率的方法。教材的重點和難點通過上面的分析可以看出，分析課本第170頁圖14-9得出有用功、額外功和總功的概念是本節(jié)的重點，正確判斷有用功、額外功和總功是本節(jié)的難點，引導(dǎo)學(xué)生分析圖14-9，抽取有用功、額外功和總功的概念是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵。一、填空題（每空1分，共30分）1．對完成工作任務(wù)無用而又必須做的功叫做___________，有用功和額外功之和叫做___________。2．因為_________功總小于_________功，所以機械效率總小于1。提高機械效率的途徑是減小___________功。3．板車上裝有貨物，一人拉著該板車將貨物送到目的地，對貨物所做的功叫__________功，對板車所做的功叫_________功，如果目的是送板車，則對板車所做的功叫___________功，對貨物所做的功叫___________功。4．一臺起重機將3600N的貨物提高4m，如果額外功是9600N，起重機做的有用功是_____________，總功是___________，機械效率是___________。5．利用一個動滑輪將重70N的物體勻速提高6m，設(shè)動滑輪重10N，繩重和摩擦不計，則利用動滑輪所做的額外功是_____________，總功是___________，這個滑輪組的機械效率是___________。6．如圖1所示，物重40N，滑輪重10N，用力F勻速向上提起重物時，拉力F的大小為_________，滑輪組的機械效率是___________。（繩重和摩擦不計）7．某機械的機械效率為80%，使用它做400J的有用功，需同時做_________J的額外功。8．如圖2是測定滑輪組的機械效率的實驗裝置，除了圖中器材外，還需要___________和___________；除鉤碼重外，還要測出的數(shù)據(jù)有___________、____________、__________；彈簧測力計的拉力方向應(yīng)__________，鉤碼應(yīng)___________上升；將圖中鉤碼減少一個，則滑輪組的機械效率將__________。9．如圖3所示，物體A的質(zhì)量是100kg，在力F的作用下物體以0．5m/s的速度沿水平方向勻速前進(jìn)。若A與水平面間的摩擦力為物重的1/2，滑輪組的機械效率為80%，則5s內(nèi)拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg）10．用圖4所示的滑輪組甲和乙，提起同樣重的物體時甲滑輪組的機械效率為η甲，乙滑輪組的機械效率為η乙，則可判定η甲______η乙；如果用乙滑輪組第一次提起重G1的重物，機械效率為η1，第二次提起重為G2的重物（G1>G2），機械效率為η2，則可判定η1______η2。（不考慮繩重和摩擦的影響，且動滑輪的重力相等）二、選擇題（每題3分，共30分）1．分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉升相同高度，做的有用功（）A．杠桿最多B．斜面最多C．滑輪組最多D．一樣多2．在下列有關(guān)機械效率說法中正確的是（）A．機械效率較大的，所做功少B．機械效率較大的，所做的額外功較少C．機械效率較大的，有用功和額外功的比值較大D．機械效率較大的，額外功和有用功的比值較大3．若把一個定滑輪改成動滑輪使用，除了可以省力外，還（）A．可以省功B．提高了機械效率C．機械效率不變D．降低了機械效率4．機械效率不可能大于1的原因是（）A．動力總大于有用阻力B．動力功總是大于機械克服全部阻力所做的功C．阻力功總是大于動力功D．它符合功的原理5．如圖5所示，用甲、乙兩個滑輪組來提相同重物G，甲圖中兩個動滑輪共重5N，乙圖中一個動滑輪重3N，不計摩擦和繩重，則兩個滑輪組的機械效率（）A．甲比乙大B．甲比乙小C．一樣大D．以上三種情況都可能6．如圖6所示，用兩個滑輪組提升貨物，所用的動力之比為F1：F2=4：3，被提升貨物的重力之比為G1：G2=1：2，則兩個滑輪組的機械效率之比為（）A．4：3B．3：8C