北师大版（2024）八年级下册（2024）第九章 机械和功第五节 探究使用机械是否省功教案设计

这是一份北师大版（2024）八年级下册（2024）第九章 机械和功第五节 探究使用机械是否省功教案设计，共3页。教案主要包含了新课导入，教学步骤，板书设计等内容，欢迎下载使用。
◇教学目标◇
知识目标
1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。
2.理解机械效率的概念。
3.能运用机械效率的定义式进行计算。
能力目标
在实验探究过程中学会设计实验，收集实验数据，总结规律。
素养目标
1.培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣。
2.密切联系实际，提高将科学技术应用于日常生活的科学态度。
◇教学重难点◇
教学重点
机械效率的含义及其计算。
教学难点
设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论。
◇教学过程◇
一、新课导入
用水桶从井中提水，你认为桶重些好还是轻些好？用动滑轮将物体运到高处，你认为动滑轮重些好还是轻些好？为什么呢？
二、教学步骤
探究点1 探究使用机械是否省功
［阅读课本］P125~126
［思考］用弹簧测力计将钩码提升一段距离，弹簧测力计对钩码做功了吗？
［提示］弹簧测力计对钩码有拉力的作用，且在拉力的方向上移动了一段距离，所以弹簧测力计对钩码做了功。
［思考］利用弹簧测力计，并借助一个动滑轮将钩码提升一段距离，弹簧测力计只对钩码做功吗？
［提示］在拉力的作用下，钩码和动滑轮都上升了一段距离，所以弹簧测力计对钩码和动滑轮都做了功。
［思考］比较弹簧测力计两次所做的功相同吗？
［提示］借助动滑轮时，不仅要对钩码做功，还要对动滑轮做功，所以第二次做的功多。
［思考］通过这一实验，使用机械做功时存在什么问题？
［提示］使用机械做功时，尽管可以省力、方便等，但由于机械本身的重力及摩擦等，需要额外多做一些功。
探究点2 机械效率
［阅读课本］P127~128“机械效率”
［思考］实验中对钩码所做的功，对滑轮及克服摩擦所做的功，以及拉力所做的功相同吗？
［归纳提升］拉力（或动力）所做的功叫作总功；克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而做的功（这部分功对我们是无用的，但又不得不做）称为额外功；对钩码的拉力所做的功叫有用功。
［思考］用一动滑轮将一桶沙子提升到一定的高度，需要对哪些物体做功？
［提示］提沙子时，沙子上升了一段距离，要对沙子做功；同时也要把桶、动滑轮提升上去，所以要对桶和动滑轮做功；对绳重做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，故还需要克服摩擦做功。
［思考］指出这个问题中的有用功、额外功和总功。
［提示］我们的目的是提升沙子，所以提升沙子所做的功是有用功；用滑轮将沙子提升一段距离，不得不对桶、绳和动滑轮做功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分是没有用但又不得不做的功，是额外功；拉力所做的功是总功。
［思考］用桶从井中提水时，指出这个过程中的有用功、额外功和总功。
［提示］对水做的功是有用功，对桶等做的功是额外功，拉力所做的功是总功。
［思考］如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，指出这个问题中的有用功、额外功。
［提示］对桶做的功是有用功，对水等做的功是额外功。
［思考］如图，将木箱沿着斜面推上车，指出这一情境中的有用功、额外功和总功。
［提示］我们的目的是把木箱运到车上，所以克服其重力所做的功是有用功；同时木箱和斜面之间有摩擦，这部分是没有用的，所以克服摩擦所做的功是额外功；推力是动力，所以推力所做的功是总功。
［思考］通过以上事例的分析，归纳总功、有用功和额外功三者间的关系。
［提示］总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有+W额。
［思考］用弹簧测力计提升钩码，和使用滑轮提升钩码时，两次所做的有用功相同吗？
［提示］钩码的重力相同，提升的高度相同，所以做的有用功相同。
［思考］用动滑轮提升钩码时，对动滑轮所做的功多些好，还是少些好？
［提示］对动滑轮所做的功是额外功，这部分功是没用的，所以越少越好。
［思考］根据有用功、额外功和总功的关系，你认为在使用机械时，我们需要关注什么？
［提示］在使用机械时需关注所做的总功中有用功占了多少。
［讲解］为了表示机械的这一特点，我们引入了一个新的物理量：机械效率。
［思考］什么叫机械效率？
［归纳提升］物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。机械效率用字母η表示，公式：η=W有用W总×100%。机械效率是有用功在总功中所占的百分比，所以没有单位。
三、板书设计
第五节 探究使用机械是否省功
1.探究使用机械是否省功
使用任何机械都不能省功
2.机械效率
（1）有用功
（2）额外功
（3）总功=有用功+额外功
（4）η=W有用W总×100%
◇教学反思◇
机械效率没有单位，课堂上学生一时很难理解，可以通过物理考试的及格率作类比，即一个班级物理考试的及格率是及格人数在总人数中所占的比例，而机械效率是有用功在总功中所占的比例，使学生突破这一理解障碍。