第第頁人教版（2024）八年級下冊物理第十二章第4節(jié)《機(jī)械效率》教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念：理解有用功、額外功、總功的概念，掌握機(jī)械效率的定義（有用總），能從能量轉(zhuǎn)化角度解釋機(jī)械效率小于1的原因，形成對機(jī)械性能的定量認(rèn)識?？茖W(xué)思維：通過分析具體機(jī)械的能量轉(zhuǎn)化（如滑輪組提升重物），培養(yǎng)從物理現(xiàn)象中抽象出有用功、額外功的模型建構(gòu)能力；通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)械效率，發(fā)展數(shù)據(jù)分析和邏輯推理能力?？茖W(xué)探究：經(jīng)歷“測量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、控制變量（如改變物重或動滑輪個數(shù)）、處理數(shù)據(jù)并分析誤差，提升科學(xué)探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識提高機(jī)械效率對節(jié)約能源的意義，結(jié)合我國“奮斗者”號潛水器、高鐵等大型機(jī)械的效率優(yōu)化案例，體會科學(xué)技術(shù)對可持續(xù)發(fā)展的作用，增強(qiáng)節(jié)能意識和社會責(zé)任感。（二）三維目標(biāo)知識與技能：能區(qū)分有用功、額外功和總功；能用公式計(jì)算機(jī)械效率；會測量滑輪組的機(jī)械效率，知道影響機(jī)械效率的因素（物重、機(jī)械自重、摩擦等）。過程與方法：通過實(shí)例分析建立有用功、額外功的概念；通過實(shí)驗(yàn)探究歸納機(jī)械效率的計(jì)算方法和影響因素；通過小組討論提出提高機(jī)械效率的具體措施，體會“從實(shí)踐到理論再到應(yīng)用”的認(rèn)知過程。情感態(tài)度與價值觀：激發(fā)對機(jī)械性能的探究興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，感受物理知識在工程技術(shù)中的應(yīng)用價值，樹立“綠色發(fā)展”理念。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：有用功、額外功、總功的區(qū)分；機(jī)械效率的計(jì)算；測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)。難點(diǎn)：理解額外功的產(chǎn)生原因；實(shí)驗(yàn)中控制變量法的應(yīng)用及誤差分析。三、教學(xué)方法情境教學(xué)法、實(shí)驗(yàn)探究法、小組合作法、問題驅(qū)動法。四、教學(xué)準(zhǔn)備教師教具：滑輪組（不同個數(shù)動滑輪）、鉤碼、彈簧測力計(jì)、刻度尺、鐵架臺、多媒體課件（包含起重機(jī)、抽水機(jī)工作場景，“奮斗者”號機(jī)械效率優(yōu)化案例，實(shí)驗(yàn)操作視頻）。學(xué)生學(xué)具：分組實(shí)驗(yàn)器材（同教師教具）、實(shí)驗(yàn)記錄單（含數(shù)據(jù)表格和誤差分析欄）。五、教學(xué)過程（表格式）環(huán)節(jié)時間內(nèi)容設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入：效率的意義5分鐘1.展示圖片：用動滑輪提升重物時，彈簧測力計(jì)的拉力大于物重的一半，提問：“為什么實(shí)際拉力比理論值大？額外消耗的力去哪兒了？”

2.引入生活實(shí)例：用桶打水時，“把水提上來”是我們的目的，“把桶提上來”是不得不做的功，引出“有用功”和“額外功”的概念。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論的矛盾入手，激發(fā)探究欲；用生活化實(shí)例建立“有用功”“額外功”的直觀認(rèn)識，體現(xiàn)“從生活走向物理”的理念。新知建構(gòu)：有用功、額外功、總功10分鐘1.

概念辨析：

-有用功（有用）：對人們有用的功（如提水時對水做的功，有用）。

-額外功（額外）：對人們無用但不得不做的功（如提水時對桶做的功，克服摩擦做的功）。

-總功（總）：動力所做的功（總），且總有用額外。

2.

實(shí)例分析：用滑輪組提升鉤碼時，有用功是對鉤碼做的功，額外功是對動滑輪、繩子做的功及克服摩擦做的功。

3.

過渡問題：“如何衡量機(jī)械對能量的利用效率？”引出機(jī)械效率概念。通過具體實(shí)例突破“有用功與額外功區(qū)分”的難點(diǎn)；建立“總功=有用功+額外功”的關(guān)系，為機(jī)械效率公式的推導(dǎo)奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)探究：測量滑輪組的機(jī)械效率15分鐘1.

提出問題：“滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？如何測量？”

2.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

-原理：有用總。

-步驟：①組裝滑輪組（1個動滑輪）；②測鉤碼重力G和動滑輪重力；③勻速拉動彈簧測力計(jì)，記錄拉力F、鉤碼上升高度h、繩子自由端移動距離s；④改變鉤碼個數(shù)（或動滑輪個數(shù)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

3.

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，填寫記錄單（如下表），計(jì)算效率并分析數(shù)據(jù)：

4.

歸納結(jié)論：物重越大、動滑輪越輕，機(jī)械效率越高；摩擦越小，效率越高。讓學(xué)生經(jīng)歷完整的探究過程，通過控制變量法分析影響機(jī)械效率的因素，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；通過數(shù)據(jù)計(jì)算深化對機(jī)械效率公式的理解，落實(shí)物理觀念和科學(xué)思維目標(biāo)。拓展應(yīng)用：提高機(jī)械效率的意義7分鐘1.

案例分析：

-我國“奮斗者”號潛水器通過優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)（減輕部件自重、減小深海摩擦），提高機(jī)械效率，實(shí)現(xiàn)萬米深潛。

-高鐵列車通過改進(jìn)輪軌摩擦、優(yōu)化發(fā)動機(jī)效率，降低能耗，提升運(yùn)行效率。

2.

小組討論：“生活中如何提高機(jī)械效率？”（如給機(jī)械加潤滑油減小摩擦、選擇輕質(zhì)材料減輕自重等）。結(jié)合我國科技成就，體現(xiàn)“從物理走向社會”的理念，增強(qiáng)民族自豪感；通過討論將知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，培養(yǎng)節(jié)能意識和社會責(zé)任感，落實(shí)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任目標(biāo)。小結(jié)與作業(yè)3分鐘1.

課堂小結(jié)：學(xué)生用公式梳理有用功、總功、機(jī)械效率的關(guān)系，同桌互查。

2.

分層作業(yè)：

-基礎(chǔ)題：教材練習(xí)題1（計(jì)算機(jī)械效率）、2（分析額外功來源）。

-實(shí)踐題：調(diào)查家中電器（如洗衣機(jī)、電風(fēng)扇）的效率參數(shù)，思考如何通過使用習(xí)慣提高其實(shí)際效率（如滿載洗衣）。強(qiáng)化知識體系，通過分層作業(yè)兼顧不同學(xué)生需求；實(shí)踐題促進(jìn)知識與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)“學(xué)以致用”的能力。六、板書設(shè)計(jì)第十二章第4節(jié)機(jī)械效率一、三個功1.有用功（W有用）：對人們有用的功（W有用=Gh）2.額外功（(W額外）：無用但不得不做的功3.總功（W總）：動力做的功（W總=Fs=W有用+W額外）二、機(jī)械效率1.公式：η=W有用/W總×100%（η<1）2.測量：滑輪組效率η=Gh/Fs×100%三、影響因素與提高方法-因素：物重、機(jī)械自重、摩擦-方法：增大物重、減輕自重、減小摩擦七、教學(xué)評價（一）過程性評價（60%）評價維度具體指標(biāo)分值實(shí)驗(yàn)操作能正確組裝滑輪組，規(guī)范測量、、、，記錄數(shù)據(jù)真實(shí)完整20分?jǐn)?shù)據(jù)分析能準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)械效率，通過多組數(shù)據(jù)歸納影響因素，合理分析誤差（如拉力測量偏差）20分合作交流積極參與小組分工，主動分享實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，能提出提高效率的合理建議20分（二）形成性評價（40%）計(jì)算題：通過具體情境（如起重機(jī)吊物）計(jì)算機(jī)械效率，評估公式應(yīng)用能力（25分）。實(shí)踐報告：對家中電器效率的調(diào)查分析是否合理，體現(xiàn)節(jié)能意識（15分）。評價方式：采用“教師評價+學(xué)生自評”，以鼓勵性語言為主，如“你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析很到位，體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度！”八、教學(xué)反思亮點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)，從“測量基礎(chǔ)效率”到“控制變量分析影響因素”，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，有效培養(yǎng)了科學(xué)探究能力，落實(shí)了課標(biāo)“注重科學(xué)探究”的要求。融入“奮斗者”號、高鐵等我國科技案例，將機(jī)械效率與國家科技發(fā)展、節(jié)能理念結(jié)合，使核心素養(yǎng)中的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”目標(biāo)得到具體體現(xiàn)。不足：部分學(xué)生對“額外功的產(chǎn)生原因”理解不透徹（如忽略繩子重力和摩擦），導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中對效率偏低的原因分析不全面，需在實(shí)驗(yàn)前增加“額外功來源”的專項(xiàng)討論。計(jì)算機(jī)械效率時，單位換算（如h和s的單位統(tǒng)一）容易出錯，需在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時強(qiáng)調(diào)單位規(guī)范，或提供“單位換算提示卡”。改進(jìn)方向：設(shè)計(jì)“機(jī)械效率對比實(shí)驗(yàn)”：用不同機(jī)械（如定滑輪、動滑輪、滑輪組）提升同一物體，計(jì)算效率并分析差異，