《機械效率》教學設(shè)計

北京市第八十中學體育運動學校 王 崢

一、教材分析

本節(jié)由“有用功和額外功”與“機械效率”兩部分構(gòu)成，其中機械效率是本節(jié)課重點。教學中要通過實例分析有用功、額外功和總功，以便學生真正認識機械效率的含義。測量滑輪組的機械效率是本節(jié)的難點。教學中要組織學生經(jīng)歷測量的全過程。

二、學情分析

1.知識能力：學生學習了功和簡單機械的計算，具備了簡單的實驗操作能力；

2.心理能力：思維較活躍，活潑好動，對實驗感興趣，很想自己探究問題，但不知如何下手，實驗設(shè)計能力和分析歸納能力有待提高。

三、教學設(shè)計思路

根據(jù)《課標》要求，本節(jié)課要讓學生知道機械效率，了解提高機械效率的途徑和意義。因此本節(jié)課主要設(shè)計思路如下：

1.以“小明家裝修提沙子到三樓”為背景，提出問題：動力對繩子做功等于動滑輪提升重物所做的功嗎？讓學生猜測并通過數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，動力對繩子做的功總是大于動滑輪提升物體做的功。通過回歸教材，進一步分析討論，引出有用功、額外功和總功，以及它們之間的關(guān)系和效率的概念。

2.通過實驗理解運用機械效率解決實際問題，認識到提高機械效率的兩種方法：減小額外功和增加有用功。在討論了怎樣提高機械效率的問題后，把效率問題延伸到學生的學習和生活中。

四、教學流程圖

五、教學目標

（一）知識與技能

1．學生能結(jié)合實例分析什么是有用功、額外功和總功

2．學生能說出機械效率的含義，知道機械效率小于1

3.學生能利用機械效率的公式進行簡單的計算。

4．通過實驗了解影響滑輪組機械效率的因素

（二）過程與方法

通過組裝實驗裝置，測量數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，提高學生實際探究能力

（三）情感態(tài)度與價值觀

體會提高機械效率的實際意義和方法，增強將科學服務(wù)于人類的責任感

六、教學重點、難點

1.教學重點：有用功、額外功、總功以及機械效率的概念和有關(guān)計算

2.教學難點：測量滑輪組的機械效率

七、教學方法：情景教學法、實驗探究法、歸納法

八、教具學具

多媒體設(shè)備 實物投影儀 動滑輪 定滑輪 鉤碼 鐵架臺彈簧測力計 刻度尺 細線等

九、教學過程

（一）創(chuàng)設(shè)情景 復(fù)習引入

小楓家裝修，需要把地面的沙子運到三樓。一家人分別選擇了以上四種種方式。哪種方式最好?讓學生計算出同樣把重力為100N沙子運到6米高的3樓，四種方式中克服重物重力做功分別是多少？動力做功是多少？（預(yù)習作業(yè)）

老師追問：在使用動滑輪提升沙子時，動力對繩子做功等于動滑輪提升重物所做的功嗎？

學生：思考回答問題

（二）探索新知 回歸教材

打開課本閱讀課本內(nèi)容回答：什么是有用功？什么是額外功？什么是總功？

學生：根據(jù)快速閱讀找到答案做標記

1.針對練習：小明用水桶從井中提水，他所做的哪部分功是有用功？哪部分是額外功？如果水桶掉進井里了，她從井里撈桶時，桶里帶了一些水，這時哪部分是有用功？哪部分是額外功？

2.教師追問：我們在使用機械的時候希望有用功占總功的比例高好還是低好？

3.教師引導：我們希望在使用機械時，有用功在總功中所占的比例越高越好。我們把這個比例叫機械效率，它表示的是機械的性能，機械性能越好，效率越高。

4.板書：有用功跟總功的比值叫做機械效率。

公式：

針對練習1：起重機把質(zhì)量為0.5t的重物提升了3m，而它對電動機所做的功是34000J,起重機的機械效率是多少?（g=10N/Kg）

針對練習2：分組計算四種情景下的機械效率分別是多少？觀察各組機械效率結(jié)果有什么特點？

機械效率小于1，機械效率沒有單位

學生：思考并回答問題

小明家的事例告訴我們使用滑輪的機械效率相對較高，那么使用滑輪組的機械效率是多大呢？讓我們來通過實驗測量滑輪組的機械效率

實驗器材：定滑輪、動滑輪、勾碼、鐵架臺、彈簧測力計、細線、刻度尺。

思考：需要測量哪些物理量？用什么測量儀器？

要求：

（1）按照學案要求設(shè)計實驗表格，完成實驗數(shù)據(jù)的填寫

（2）充分發(fā)揮小組合作的優(yōu)勢：1人操作，1人讀數(shù)，1人記錄）

（3）分層次實驗，每組提升重物不同（提升勾碼質(zhì)量不同

教師巡視各小組實驗情況，及時糾正學生在實驗中經(jīng)常發(fā)生的一些錯誤操作

展示實驗結(jié)果、評估與交流實驗結(jié)論

滑輪組的機械效率與____有關(guān)

思考：

(1)日常生活中還有很多機械，提高機械效率的意義是什么？

(2)如果想提高機械效率，還可以怎樣做？ppt學生小組交流與匯報

學生：小組分工實驗操作，匯報和交流提高機械效率的意義和方法以及實驗經(jīng)驗

（三）小結(jié)：說一說這節(jié)課我們學到了什么

(四)作業(yè)：習題冊

(五)板書

機械效率

2.機械效率 η=W有/W總……

機械效率小于1，沒有單位

3.機械效率的高低與物體重力大小有關(guān)

十、教學反思

本節(jié)課以“小明家裝修提沙子到三樓”為背景，提出問題：動力對繩子做功等于克服重物重力所做的功嗎？讓學生猜測并通過數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，動力對繩子做的功總是大于動滑輪提升物體做的功。通過回歸教材，進一步分析討論，引出有用功、額外功和總功，以及它們之間的關(guān)系和效率的概念。

由于有用功、額外功和總功等概念較抽象易混，因此通過針對訓練中提水和撈桶問題加以區(qū)分；由于學生的認知水平足以理解有用功在總功中所占的比例越高越好，從而引出機械效率相關(guān)知識，再通過一個例題規(guī)范學生的計算題格式。然后設(shè)計課本實驗測量滑輪組機械效率，實驗中分組實驗，提供不同質(zhì)量的勾碼，為后面思考滑輪組機械效率大小與什么因素有關(guān)，以及怎樣提高滑輪組機械效率做鋪墊。

小組交流結(jié)束后，學生匯報提高機械效率的意義是什么？如果想提高機械效率，還可以怎樣做？通過理解、運用機械效率解決實際問題，認識到提高機械效率的兩種方法：減小額外功和增加有用功。在討論了怎樣提高機械效率的問題后，把效率問題延伸到學生的學習和生活中。使學生明白只有提高學習效率才能順利完成任務(wù)