11.3機械效率教學設計-2025-2026學年初中物理滬粵版2024九年級上冊-滬粵版2024課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：機械效率

2.教學年級和班級：2025-2026學年初中物理九年級（1）班

3.授課時間：2025年9月25日第3節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生科學探究能力，通過實驗探究機械效率，使學生理解機械效率的概念，學會運用控制變量法分析實驗數(shù)據(jù)，提高學生的實驗操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。同時，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊合作精神，增強學生對物理學科的興趣和自信心。三、教學難點與重點1.教學重點

-理解機械效率的概念：教師需強調(diào)機械效率是衡量機械做功有效性的重要指標，其定義為有用功與總功的比值。

-掌握計算方法：學生需學會如何通過實驗數(shù)據(jù)計算機械效率，包括如何確定有用功和總功。

2.教學難點

-理解有用功和總功的區(qū)分：難點在于學生需要理解并區(qū)分有用功（指對完成工作任務有幫助的功）和總功（指所有輸入的功，包括有用功和額外功）。

-控制變量法的應用：難點在于學生需要理解并能夠正確應用控制變量法，在實驗中控制除研究變量以外的其他因素不變，以確保實驗結(jié)果的準確性。

-數(shù)據(jù)分析能力：學生需要通過實驗數(shù)據(jù)分析來得出結(jié)論，難點在于如何準確解讀數(shù)據(jù)，避免因誤差或?qū)嶒灢僮鞑划攲е陆Y(jié)果偏差。例如，在測量機械效率時，如何減少摩擦等因素對實驗結(jié)果的影響。四、教學方法與策略1.采用講授法結(jié)合實驗操作，幫助學生理解機械效率的概念和計算方法。

2.通過小組討論和角色扮演，讓學生在互動中學會分析實驗數(shù)據(jù)，提高解決問題的能力。

3.利用多媒體教學，展示機械效率的動畫演示，幫助學生直觀理解抽象概念。

4.安排學生自主實驗，讓學生動手操作，加深對機械效率實際意義的認識。五、教學過程設計（一）導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.情境創(chuàng)設：播放一段關于機械設備工作原理的短視頻，引發(fā)學生對機械效率的興趣。

2.提出問題：引導學生思考為什么有些機械設備效率高，有些效率低，從而引出機械效率的概念。

3.學生回答：邀請學生分享自己的看法，教師總結(jié)并引入本節(jié)課的主題。

（二）講授新課（15分鐘）

1.機械效率的定義：講解機械效率的概念，強調(diào)其是衡量機械做功有效性的重要指標。

2.計算方法：介紹機械效率的計算公式，并通過實例說明如何計算。

3.實驗操作：展示實驗操作步驟，強調(diào)控制變量法在實驗中的應用。

4.數(shù)據(jù)分析：講解如何分析實驗數(shù)據(jù)，找出影響機械效率的因素。

（三）鞏固練習（10分鐘）

1.練習題：發(fā)放練習題，讓學生獨立完成，鞏固所學知識。

2.討論交流：小組討論練習題答案，分享解題思路，教師巡視指導。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.教師提問：針對練習題中的難點，提出問題，引導學生深入思考。

2.學生回答：邀請學生回答問題，教師點評并總結(jié)。

（五）師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.角色扮演：分組進行角色扮演，模擬實驗操作過程，鍛煉學生的動手能力。

2.實驗展示：各小組展示實驗成果，教師點評并提出改進意見。

3.案例分析：分析實際生活中的機械效率案例，讓學生聯(lián)系實際，提高解決問題的能力。

（六）總結(jié)與拓展（5分鐘）

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)機械效率的概念、計算方法和應用。

2.拓展：引導學生思考如何提高機械效率，激發(fā)學生對物理學科的興趣。

教學過程流程如下：

1.導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

2.講授新課（15分鐘）

-機械效率的定義（5分鐘）

-計算方法（5分鐘）

-實驗操作（5分鐘）

3.鞏固練習（10分鐘）

4.課堂提問（5分鐘）

5.師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

-角色扮演（5分鐘）

-實驗展示（5分鐘）

6.總結(jié)與拓展（5分鐘）

總計用時：45分鐘六、教學資源拓展1.拓展資源：

-機械效率的實際應用：介紹機械效率在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應用，如汽車發(fā)動機的效率、家用電器的能效比等。

-不同類型機械的效率比較：提供不同類型機械（如杠桿、滑輪、齒輪等）的效率比較案例，幫助學生理解不同機械的效率差異。

-機械效率與能源節(jié)約的關系：探討機械效率與能源節(jié)約的關系，包括如何通過提高機械效率來減少能源消耗。

-機械效率的歷史發(fā)展：簡要介紹機械效率在歷史發(fā)展中的重要性，以及歷史上對提高機械效率的探索和創(chuàng)新。

2.拓展建議：

-學生可以收集生活中常見的機械，如自行車、電梯、起重機等，觀察并記錄它們的效率和可能存在的能量損失。

-設計一個小實驗，測量家中電器的功率和實際使用效率，如測量電視機的功率和實際觀看時的能量消耗。

-通過網(wǎng)絡或圖書館查找相關資料，了解不同類型機械的設計原理和效率特點。

-組織學生進行小組討論，分析如何通過改進機械設計來提高其效率。

-鼓勵學生閱讀有關能源利用和環(huán)境保護的書籍或文章，了解機械效率對環(huán)境的影響。

-觀看科普視頻或紀錄片，了解機械效率在工業(yè)生產(chǎn)中的應用實例。

-學生可以嘗試設計一個簡單的機械裝置，如簡易杠桿或滑輪系統(tǒng)，并通過實驗來測試其效率。

-在學校或社區(qū)組織關于機械效率的講座或研討會，邀請專業(yè)人士分享經(jīng)驗和知識。七、典型例題講解例題1：

一個滑輪組，其動滑輪的重力為50N，摩擦力為10N，繩子自由端上升了2m，不計繩重和繩與滑輪之間的摩擦。求：

（1）提升重物的重力；

（2）滑輪組的機械效率。

解答：

（1）提升重物的重力=動滑輪重力+摩擦力+繩子自由端上升的重力

=50N+10N+2N

=62N

（2）機械效率=有用功/總功

=提升重物的重力×提升高度/(繩子自由端上升的距離×動滑輪重力+摩擦力×提升高度)

=62N×2m/(2m×50N+10N×2m)

=62N×2m/(100N·m+20N·m)

=124N·m/120N·m

=1.0333

≈103.3%

例題2：

一個杠桿，動力臂為2倍阻力臂，動力為30N，阻力為15N。求：

（1）杠桿的機械效率；

（2）杠桿的阻力臂長度。

解答：

（1）機械效率=有用功/總功

=阻力×阻力臂/(動力×動力臂)

=15N×動力臂/(30N×2×動力臂)

=15N/60N

=0.25

=25%

（2）動力臂=阻力臂×2

=阻力×機械效率/動力

=15N×0.25/30N

=0.125m

=12.5cm

例題3：

一個滑輪組，其動滑輪的重力為60N，摩擦力為15N，繩子自由端上升了3m。求：

（1）提升重物的重力；

（2）滑輪組的機械效率。

解答：

（1）提升重物的重力=動滑輪重力+摩擦力+繩子自由端上升的重力

=60N+15N+3N

=78N

（2）機械效率=有用功/總功

=提升重物的重力×提升高度/(繩子自由端上升的距離×動滑輪重力+摩擦力×提升高度)

=78N×3m/(3m×60N+15N×3m)

=234N·m/255N·m

=0.9139

≈91.4%

例題4：

一個杠桿，動力臂為3倍阻力臂，動力為40N，阻力為20N。求：

（1）杠桿的機械效率；

（2）杠桿的阻力臂長度。

解答：

（1）機械效率=有用功/總功

=阻力×阻力臂/(動力×動力臂)

=20N×動力臂/(40N×3×動力臂)

=20N/120N

=0.1667

=16.7%

（2）動力臂=阻力臂×3

=阻力×機械效率/動力

=20N×0.1667/40N

=0.0833m

=8.33cm

例題5：

一個滑輪組，其動滑輪的重力為70N，摩擦力為20N，繩子自由端上升了4m。求：

（1）提升重物的重力；

（2）滑輪組的機械效率。

解答：

（1）提升重物的重力=動滑輪重力+摩擦力+繩子自由端上升的重力

=70N+20N+4N

=94N

（2）機械效率=有用功/總功

=提升重物的重力×提升高度/(繩子自由端上升的距離×動滑輪重力+摩擦力×提升高度)

=94N×4m/(4m×70N+20N×4m)

=376N·m/440N·m

=0.8523

≈85.2%八、板書設計①機械效率的概念

-機械效率：有用功與總功的比值

-公式：機械效率=有用功/總功

②機械效率的計算

-計算步驟：

1.