2021学年12.3 机械效率教案

机械效率

       —新授课

★整体设计说明★

本课由传说故事引出问题通过生活中的问题引出机械效率再来解决生活中的问题设计实验探究滑轮组的机械效率跟哪些因素有关这样不但充分体现的物理源于生活而用于生活的特点而且还能很好吸引住学生的注意力教学目标也自然能达到了

★教材分析★

机械效率是衡量机械性能的重要指标也是学习其他效率如热机效率的基础具有十分重要的现实意义本节由“有用功和额外功”和“机械效率”两部分构成其中机械效率是本节重点测量滑轮组的机械效率是本节的难点

★教法建议★

教学中要通过实例仔细分析有用功、额外功和总功以便学生真正认识机械效率的含义要组织学生经历测量的全过程如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程既能激发他们的学习兴趣又能增加实践体验可以让学生课后收集有关机械使用历史发展的资料通过汇报、讨论、交流等多种形式认识机械的使用对社会发展的作用体现“注意学科渗透关心科技发展”的课程理念

★学情分析★

学生在之前的学习中已对“功”有一定的认识并且在日常生活、学习中也体会到“效率”的问题为这节教学的开展和知识的理解奠定一定的基础

★学法引导★

放手让学生动手做实验认真观察同时深入思考然后小组同学之间相互讨论交流归纳总结这样来学习既满足了学生的好奇心也锻炼了动手能力、沟通能力自然也加深了对内容的理解

★三维目标★

1．知识与技能

（1）能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功

（2）能说出机械效率的含义知道机械效率是小于1的能利用机械效率的公式进行简单的计算

（3）通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关

2．过程和方法

（1）通过参与测滑轮组机械效率的活动使学生加深对有用功、额外功和总功的认识

（2）学习拟定简单的科学探究计划和实验方案

3．情感、态度与价值观

（1）激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力

（2）在教学活动中培养学生与他人合作的意识

★重点难点★

重点：理解机械效率

难点：测量滑轮组的机械效率

★课时安排★

1课时

★教学过程★

一、新课引入（约1分钟）

投影教师引导学生观察的同时提问

教师：这篇传说故事告诉我们什么？

学生：这位宰相很聪明

教师：他为什么聪明呢？

学生甲：他借皇帝的手惩治伙计

学生乙：他让伙计浪费了好多力气

学生丙：伙计们做了很多无用功

【设计意图】通过传说故事激发学生兴趣引发学生的思考通过学生讨论相互启发引出本节课的主题

二、新课讲解

1．有用功、额外功和总功（约5分钟）

投影提出问题：有什么办法将教室门口的沙子运上教学楼3楼？那种办法较好？（直接拿着桶从楼梯走上去、用动滑轮、定滑轮拉上去、用袋子装着直接从上面吊上去等）

教师：这里提供一些器材和相关的数据请同学们讨论一下用哪种方法好？

教师：在把沙子从一楼运上三楼的过程中每种方法中各对哪些物体做了功？

学生：对沙、桶、袋、人、动滑轮做了功

教师：无论他采取哪种方法都必须做的功是什么？

学生：对沙做功

教师：使用机械时对人们有用的功我们叫有用功

教师：在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？

学生：对桶做功

学生：对动滑轮做功

学生：对人和口袋做功

教师：人们不需要但又不得不做的功我们叫额外功

教师：有用功与额外功的总和我们叫总功

【设计意图】让学生开动脑筋调动学生学习积极性培养分析能力开阔他们的视野

2．机械效率（约15分钟）

①机械效率的引出（约6分钟）

【分组讨论】

方案一（直接用桶提）：有用功600J；额外功2520J；总功3120J

方案二（用动滑轮和桶）：有用功600J；额外功180J；总功780J

方案三（用动滑轮和袋）：有用功600J；额外功90J；总功690J

教师：在这三种方法中哪一种方法有用功跟总功的比值大？

学生：方案三（用动滑轮和袋）

教师：方案三（用动滑轮和袋）做的额外功最少

教师：有用功跟总功的比值越大我们就说机械效率高

公式：η=W有用/W总

【设计意图】通过学生讨论、思考、比较、分析引出机械效率并通过实例帮助学生理解有用功、额外功、总功概念体现从生活走向物理的课标理念

②机械效率的特点（约4分钟）

教师：机械效率在数值上有什么特点

学生：机械效率没有单位总小于1

教师：引导学生讨论机械效率可不可能等于或大于1

(有用功总小于总功所以机械效率总小于1)

学生：机械效率常用百分数表示

教师：不同机械的效率可能不同同样的机械在不同的状况下效率也不尽相同

机械的效率越高越能发挥机械设备的作用你有哪些方法提高机械的效率？

（学生讨论交流总结）

学生：改进结构使之更合理、更轻巧

学生：经常保养定时润滑

教师：机械效率的高低对我们有重要的现实意义所以我们经常要了解机械的效率请看下面这台机械

【设计意图】通过小组间学生的讨论来进一步理解机械效率的概念知道机械效率是机械性能的重要标志之一理解机械效率在数值上的特点

③机械效率的计算（约5分钟）

投影例题

起重机把重力为4×103N的重物匀速提升了6m而它的电动机所做的功是4.8×104J起重机的机械效率是多少？

教师：根据刚才所学试一试（学生小组相互讨论交流得出答案）

【设计意图】通过提出问题意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、和总功的概念并且提升学生的交流能力口头表达能力

3.【实验探究】滑轮组的机械效率跟哪些因素有关？（约10分钟）

教师:今天我们主要探究相同滑轮组的机械效率跟物体的重力有什么关系？

学生：重力越大机械效率越高

学生：重力越小机械效率越高

教师：意见不一致我们利用实验来探究相同滑轮组的机械效率跟物体的重力到底有什么关系？

教师：实验中需要什么测量工具要测量那些物理量？

学生：用弹簧测力计测分别测出：钩码重力G、拉力F

用刻度尺分别测出距离S、高度h

教师：怎么计算有用功、总功？请写出表达式

学生：W有用＝Gh；W总＝FS

教师：实验原理是什么？

学生：η＝W有用/W总＝Gh/FS

教师：测量过程中应注意什么？

学生：①要匀速拉动物体②拉力方向应竖直

教师：如何读数？

学生：眼睛要紧随测力计且示数稳定时读数视线与指针指示位置垂直及时记录数据

投影

学生分组探究教师巡回指导了解学情调节教学

展示学生的实验数据（2-3组代表）

小组内分析数据归纳总结

全班交流实验结论：

【设计意图】让学生学习测量滑轮组的机械效率通过实验加深对机械效率的理解培养学生探究能力提高学生的创新思维能力培养学生分析数据归纳概括能力

三、课堂小结（约2分钟）

让学生归纳本节课学到的知识

四、课堂例题（约3分钟）

投影

1．关于机械效率下列说法中正确的是（   ）

A．做功越多机械效率越高

B．实际生产中使用机械比不使用机械做功的效率高

C．使用机械做功时如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦那么机械的效率是百分之百

D．有用功与总功的比值越大机械效率越小

2．用一个动滑轮把600N的重物匀速提高1m拉力为400N下列说法正确的是（　　）

A．拉力做的总功为800J

B．拉力做的有用功为400J

C．动滑轮的机械效率为60%

D．动滑轮的机械效率为67%

（两道例题让学生快速思考回答老师做适当点评）

五、达标测试（约8分钟）学案

让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题对学生错误的题目进行讲解

六、布置作业(约1分钟)

完成课后作业题

【设计意图】通过学生自己归纳和总结以及达标测试演练、课后作用等方式是运用不同的手段来考核评价学生这节课所学的知识技能与思想方法的掌握情况

★板书设计★

机械效率

★教学反思★

本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学教学力求以学生的发展为本努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境倡导课程不只是知识的载体也是教师和学生共同探求新知识的过程教学不只是单纯的教与学而是师生共同寻求发展的过程