《机械效率》教学设计
岳滩一中 寇红敏
设计思想 本节课采用多种方式落实三维教学目标,注重理论和实践的结合,在教学过程中注重物理概念的建立过程,体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念,让学生关注生活,关注身边事物。
学情分析 通过前边的学习,学生已经对机械功的概念和功的原理有了初步认识,通过对简单机械的学习,学生已经会使用动滑轮,初步具备了对比分析问题的能力。
教材分析 本节共分成三部分内容:有用功、额外功、总功的概念;机械效率的概念;动滑轮与斜面的机械效率。机械效率的概念是初中物理最重要的概念之一,它与实际生活紧密联系,综合了前面所学的简单机械、功等基本知识。本节课旨在让学生参与整个概念建立的过程,让学生深入理解物理概念,激发学生的学习兴趣。
教学 目标 知识与 技能 1.通过对实际问题的讨论和探究实验,让学生了解什么是有用功、额外功 和总功; 2.通过实验探究让学生了解机械效率的含义
过程与 方法 通过经历测量动滑轮的机械效率的活动过程,培养学生观察、实验、数据处理、对比分析问题等科学方法。
情感态度与 价值观 1.通过引入情景设计,培养学生关注社会生活、关注身边事物的人文素养; 2.在实验中培养学生合作精神,如实记录实验数据,具有尊重客观规律、实事求是的科学态度; 3.通过交流一些常见机械的使用,体会人与机械的密切关系。培养学生乐于探索物理、乐于把所学知识应用于生活实践的意识
教学 重点 难点 重点:通过实验探究认识有用功、额外功、总功及机械效率的概念; 难点:正确利用机械能效率的公式进行计算。
教学 方法 实验探究法、讨论法、观察对比法
教学过程设计
教学 环节 教师活动 学生 活动 设计意图
一、引入 新课 由运装修材料的实际情景引入问题。 提问1:要借助动滑轮向二楼运送装修材料,有两种装修材料(较重和较轻)和两种动滑轮(较重和较轻),如何办? 展示:组装好的动滑轮实物 提问2:从做功的角度分析,这些方法哪种最好?此问题先不用学生回答。 观察、 思考、 回答 思考、 回答 观察、 思考 通过实际生活中的场景,引导学生进入研究机械效率的问题情景。 提出设问,为机械效率概念的应用埋下伏笔。 通过引导学生对实际问题进行分析,帮助学生初步建立物理概念,实现对重、难点的第一次突破。
二、探究 新知 一、机械的有用功、额外功、总功 引导学生思考: 提问1:我们的目的是对谁做功? 有用功:动滑轮提升物体所做的功,是我们要达到目的必须做的功。 提问2:在提升物体做功的同时,还把谁也提升了? 提问3:提升动滑轮是不是我们的目的? 额外功:提升滑轮等并非需要做、但又不得不做的功。 总功:动滑轮绳自由端拉力所做的功,有用功与额外功的总和。 ◆探究活动: 引导学生明确实验目的、实验原理和测量方法及注意事项。 (
动滑轮自由端拉力
做功
W
总
=
Fs
) (
对重物做功
W
有用
=
Gh
) [PPT]装置图、原理、测量的物理量、注意事项、四组实验装置 (限定将重物匀速竖直提升0.1 m) 巡视指导学生实验,组织学生录入实验数据,计算有用功、总功。 组别物重 G/N物体上升高度 h/m提升重物做功W有 /J绳端拉力F/N绳端上升高度s/m提升绳端做功W总 /JA10.1B10.1C20.1D20.1
提问1:通过测量并计算四种提升方式所做的功,你认为选哪一种组合方式好?为什么? 讲解:我们在使用机械时,希望尽可能减小额外功,让有用功在总功中的比例尽可能大。为描述机械在这方面的性能,引入机械效率的概念。 二、机械效率 1.定义 2.公式 3.说明 (1)无单位 (2)写成百分比 布置任务: 让学生用刚才的实验数据计算机械效率并分析总结。 (3)η总小于1(实际);η等于1(理想) 指导学生进一步分析实验数据,初步认识影响动滑轮机械效率的因素。 三、应用 创设生活中使用机械的情景,介绍起重机的机械效率,引导学生讨论起重机机械效率较低的原因。 起重机的机械效率约为40% ~ 50% 师生共同讨论生活中提高机械效率的意义。 思考、观察、实验、记录数据, 初步分析处理实验数据,计算有用功和总功;思考并总结。 思考、 回答 思考 计算 机械 效率 总结 观察、 思考、 回答 思考、 总结 观察、 思考、 讨论、 指导学生通过实验测量动滑轮提物体时的有用功、总功,让学生进一步加深对概念的理解,实现对重、难点的第二次突破。 引导学生分析实验数据,从做功的角度选择实际问题的最佳解决方案,明确机械效率概念建立的实际意义,并通过对实验数据的初步处理,进一步加深对机械效率概念的理解,实现对重、难点的第三次突破 利用所学知识分析解决实际问题,落实教学重点。体会人与机械的密切关系。通过对提高机械效率意义的讨论,培养学生的经济观念、可持续发展的意识和社会责任感。
四、巩固 练习 1.下列有关机械效率说法中正确的是( ) A.机械效率较高的,所做的功少 B.机械效率较高的,所做的额外功较少 C.机械效率较高的,有用功和额外功的比值较大 D.机械效率较高的,额外功和有用功的比值较大 2.一台起重机将3 600 N 的货物提高4 m,如果额外功9 600 J,起重机做的有用功是________,总功是_________,机械效率是_________。 3.利用一个动滑轮提升物体,不计摩擦阻力,则( ) A.提升的物体重力越小,机械效率越高 B.提升的物体重力越大,机械效率越高 C.把物体提的越高,机械效率越高 D.自由端拉力越大,机械效率越高 思考、练习
五、课堂 小结 一、基本知识 1.有用功、额外功、总功 2.机械效率 3.影响动滑轮机械效率的因素 三、基本方法 对比法、间接测量法、控制变量法 总结 回顾本节内容,使知识更具系统性。
六、布置 作业 课本:P88 动手动脑学物理1~4
板书 设计 §12~3 机械效率 一、有用功(W有用)、额外功(W额外)、总功(W总) 二、机械效率 1.定义 2.公式:=
练习题
一、填空题
1.使用滑轮组提起20N的重物,使它上升0.4m,拉力为8N,拉力的作用点上升了1.2m,拉力对滑轮所做的功为____J,这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为____J,这个功叫____功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是____J,这个功叫____功,这个滑轮组的机械效率是____。
2.斜面长5m,高1.5m,把重为800N的物体匀速推向斜面顶端。若斜面是光滑的,则推力为____N,如果斜面不光滑,所用推力为300N,则斜面的机械效率为____。
二、选择题
l.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、有用功与总功的比值越大,机械效率越小;
C.实际生产中.使用机械比不使用机械做功的效率高;
D.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
2.某机器的机械效率的大小,正确的可能是( )
A.0.07%;B.82%;C.100%;D.120%
3.某人用手将一物体竖直举高3米和用机械效率为80%的斜面将它升高3米,比较这两种情况下人所做的功( )
A.用斜面使物体上升做的功多;B.用手竖直举高物体做的功多;
C.两种情况做的功一样多;D.无法比较;
4.使用机械效率高的机械,一定( )
A.省距离;B.省时间;C.省力;D.省功
6、已知甲机器的机械效率是65%,乙机器的机械效率是80%,那么下列说法中正确的是( )
A.甲机器一定比乙机器省力;B.甲机器一定比乙机器省距离;
C.甲机器做的有用功一定比乙机器多;D.以上说法都不对
三、是非题
1.额外功与总功的比值越大,机械效率越小。( )
2.机械效率大的机械一定既省力又省功。( )
3.机械效率越高,则机械做的有用功越多。( )
4.机械做的总功越少,机械效率也越低。( )
5.在总功相同时,机械效率高的机械,有用功就越多。( )
6.机械效率是有用功和额外功的总和。( )
四、计算题
有一斜面长L=8米,高h=2米,把质量m=200千克的物体沿斜面拉到顶端。若受到阻力是物重的0.1倍,求斜面的机械效率。