人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:12.1杠杆(附教材、学情分析、教学反思)
★整体设计说明★
本课由投影画面和杠杆实物引入课题,通过观察动画引入杠杆含义,通过作图引入杠杆的五要素,再设计实验探究杠杆的平衡条件,最后通过图片展示生活中的各种杠杆。这样是为了体现从生活走向物理,从物理走向社会,同时是为了激发学生的学习兴趣。
★教材分析★
杠杆是一种与生活实践密切相关的简单机械,涉及力的基本概念及应用。这一节是前几章力学知识的延续,也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。本节内容由三部分构成,分别是:杠杆、杠杆的平衡条件、生活中的杠杆。
★教法建议★
为了使学生能较准确地画出力臂,教师有必要讲清力臂的概念,但课堂上不宜花费过多时间训练,否则会影响本节的重点。实验数据处理对学生难度较大,教师要注意根据学生的情况把握好分寸。
★学情分析★
学生已经从生活中获得较多的关于杠杆的感性认识;已经初步掌握物理实验探究的一般过程及方法;对力有所认识,知道力的三要素,会画力的示意图,有初步的作图能力。
★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)能识别出杠杆,并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
(2)能对杠杆进行分类,并能根据实际需要选择合适的杠杆。
2.过程和方法
(1)会画杠杆的力臂,根据力臂判断杠杆的类型。
(2)通过实验探究,能得出杠杆的平衡条件,并能利用杠杆的平衡条件分析解决问题。
3.情感、态度与价值观
乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆,了解杠杆在生活和生产中的应用,亲身感受物理知识源于生活又高于生活。
★重点难点★
重点:探究杠杆的平衡条件。
难点:画杠杆的力臂。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入(约1分钟)
多媒体展示宇航员在太空修航天飞机、我们的祖先在建造宫殿时用硬木棒搬动巨大的木头的生动画面。
出示杠杆实物、多媒体展示杠杆动画引入新课。
【设计意图】通过杠杆实物与动画展示创设情境,激发兴趣,对杠杆形成感性认识。
二、新课讲解
(一)杠杆(约10分钟)
1.杠杆含义:
多媒体播放撬棒、压水机的柄和翘翘板动画。
教师:它们在运动过程中,有什么共同特点?
学生:都能转动。
学生:有一个点固定不动。
教师:这类简单机械叫杠杆,你能给杠杆下一个定义吗?
学生:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒,就叫杠杆。
2.杠杆的五要素:
教师:为了方便描述杠杆,我们来看几个名词。
播放压水机压水过程动画,让学生观察。
教师:请同学们用草稿纸画出这个压水机的线条图。在图中标出杠杆绕着转动的点。
学生:作图。
教师:杠杆绕着转动的点O,叫支点。哪个力使杠杆转动起来。
学生:手对压柄的压力。
教师:这个压力的作用点在哪里?请画出这个力。
学生:作图。
教师:使杠杆转动的力F1,叫动力。哪个力阻碍杠杆转动。
学生:压柄末端的铁棒对压柄向下的拉力。
教师:这个拉力的作用点在哪里?请画出这个力。
学生:作图。
教师:阻碍杠杆转动的力F2,叫阻力。注意,动力和阻力都是杠杆受到的力,作用点都在杠杆上。
教师:下面再看两个名词,动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离l1;阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
教师:力的作用线是沿力的方向两边延长的直线。请画出动力和阻力的作用线。
学生:作图。
学生跟着教师一步一步画动力臂和阻力臂。
总结归纳杠杆的五要素。
【设计意图】通过观察动画归纳杠杆的共同特点,形象直观。通过多媒体投影画图分析杠杆五要素,脉络清晰。
(二)杠杆的平衡条件(约16分钟)
1.杠杆平衡:
教师:杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡。
演示实验。
教师:现在杠杆处于平衡状态,动力与阻力的大小相等吗?
学生:不相等。
教师:杠杆平衡与前面学的二力平衡条件相同吗?
学生:不相同。
教师:哪么杠杆在满足什么条件时才会平衡?杠杆的平衡与哪些因素有关?
学生:杠杆的平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定。
2.实验探究:
学生阅读课文中“探究杠杆的平衡条件”部分。
教师:为什么要调节杠杆在水平位置平衡?
投影画图分析两种情况下的力臂。
教师:哪种情况下,力臂刚好等于支点到力的作用点的距离。
学生:水平平衡时。
教师:调节杠杆在水平位置平衡有什么好处?
学生:便于测量力臂。
学生分组实验,教师巡视指导。
引导学生分析处理数据,得出结论,杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
说明:这个平衡条件是阿基米德发现的杠杆原理。
【设计意图】通过演示实验区别杠杆平衡与二力平衡,便于理解区别。通过多媒体投影画图分析调节杠杆在水平位置的好处,形象直观。
(三)生活中的杠杆(约10分钟)
1.省力杠杆:
出示钢丝钳实物,展示钢丝钳图片。
教师:钢丝钳是不是杠杆,使用钢丝钳有什么好处?
学生:省力。
教师:像钢丝钳、撬棒这类能够省力的杠杆,叫省力杠杆。
投影画图分析钢丝钳的五要素,归纳省力杠杆的力、力臂及使用特点。
2.费力杠杆:
投影画图分析钓鱼杆的五要素。
教师:钓鱼杆是不是省力杠杆,为什么?
学生:不是,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,要费力。
教师:钓鱼杆是费力杠杆,可以省距离。
模仿演示用钓鱼杆钓鱼,让学生观察比较手和鱼移动距离大小关系。
3.等臂杠杆:
投影画图分析托盘天平的五要素,得出等臂杠杆。
4.三类杠杆:
列表归纳三类杠杆
分类
力臂大小
力的大小
使用特点
1.省力杠杆
2.费力杠杆
3.等臂杠杆
5.生活中的杠杆:
投影图片展示生活或生产中的常见杠杆,学生进行分类:钢丝钳、钓鱼杆、羊角锤、开瓶器、食品夹、镊子、筷子、撬棒、船浆、托盘天平等。
【设计意图】通过多媒体投影画图分析三类杠杆,即不会浪费时间,又能使学生易于比较与理解,同时复习杠杆的五要素。通过大量杠杆图片,能加强学生对杠杆的感性认识。
三、课堂小结(约2分钟)
由学生归纳这节课学到的知识。
四、课堂例题(约4分钟)
1.下列杠杆属于费力杠杆的是( )
答案:B
2.如图所示,保持杠杆始终水平平衡,沿虚线方向改变弹簧测力计的拉力方向,弹簧测力计示数会变化吗,为什么?
通过实验得出答案:会变(先变小后变大),因为拉力的力臂会变化(先变大后变小)。
【设计意图】通过图片感知与区分生活中的常见杠杆。通过实验解题,加深学生对力臂的理解。
五、课外扩展(约2分钟)
视频播放:制作简易杆秤。
★板书设计★
杠杆
1.含义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
2.五要素:支点O、动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。
3.平衡条件(杠杆原理):F1×l1=F2×l2
4.三类杠杆:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
★教学反思★
本节课使用大量杠杆实物和杠杆图片,大大提高了学生对杠杆的感性认识。利用多媒体投影作图分析杠杆的五要素,能节约时间,突破难点。通过演示实验和学生实验突出了重点。
人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:12.2滑轮(附教材、学情分析、教学反思)
★整体设计说明★
通过生活中人们向高处运送木料或预制板的情景再现,创设学习情景,导出课题。感受、认识动定滑轮并探究定、动滑轮的特点。通过实验的设计归纳则可培养学生归纳、推理能力,通过小组合作实验可以培养学生合作能力和集体意识,通过实验数据的分析可以培养学生收集和处理信息的能力,带领学生学习滑轮的本质。滑轮组的教学及生活中的简单机械---轮轴和斜面,让学生体会物理从生活中来,又走向生活的课程设计理念。最后一环是小节和作业布置,利用遗忘规律,起当堂巩固和延伸课堂教学的作用。
★教材分析★
本节是在学习了二力平衡、功和功率、杠杆这些知识的基础上进行的,是对功和功率学习的延续,是对简单机械学习的深化。它为机械效率的学习奠定了基础,是本章的核心内容之一。
★教法建议★
本节内容由“定滑轮和动滑轮”和“滑轮组”两部分构成。教学的重点是研究定滑轮和动滑轮的特点,教学的难点是滑轮组。要引导学生完成研究定滑轮和动滑轮的特点的实验,让学生亲身体验,找出定滑轮和动滑轮的特点,加深对滑轮的认识,并为学习滑轮组做好知识储备。学生通过实验总结出定滑轮和动滑轮的作用和特点后,要通过对比找出它们各自的优缺点,这样有利于培养学生辩证地认识事物的意识和习惯。对于滑轮组的特点,可进行必要的拓展,为学习滑轮组的机械效率做好铺垫,分散教学的难点。要引导学生自主阅读轮轴和斜面的相关内容。
★学情分析★
对学生来说“科学探究”既是学习的重要内容,又是一种重要、有效的研究物理问题的方法;对教师来说,它既是教学目的,又是一种重要的教学方法。滑轮是学生知道但是并不熟悉的一种简单机械,可是在实际生产和生活中又有着广泛的应用。因此,针对本节课的重、难点,在教法和学法上拟用实验探究法,以便更好地达到教和学的目的。
★学法引导★
教学过程中运用观察比较方法的来认识定动滑轮,通过学生动手实验探究,动手设计制定探究动定滑轮的特点实验方案、设计记录数据表格、同学交流评估方案的优劣、学生通过数据处理得到实验结论,通过一般规律推到普遍规律,在教学中力求教学方式多样化,这样课堂形式更富吸引力,课堂具有更多的生成性。
★三维目标★
1.知识与技能
(1)能识别定滑轮和动滑轮。
(2)能通过实验,认识定滑轮和动滑轮的特点,并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
(3)会安装滑轮组,并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。
2.过程和方法
(1)经历实验探究过程,了解使用定滑轮和动滑轮的特点。
(2)学会组装简单的滑轮组,体验设计制作的乐趣。
3.情感、态度与价值观
运用学过的科学知识解释生活中的滑轮,进一步感受到生活和科学的关系。
★重点难点★
重点:定滑轮、动滑轮的特点。
难点:滑轮组的组装。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入(约1分钟)
【投影】
教师:如何把木料运到楼上?
学生:可以用滑轮
教师:大家小组讨论一下
【设计意图】通过提出问题,引发学生的思考,通过学生讨论相互启发,引出本课的主题。培养学生的动手创新、解决问题的能力。
二、新课讲解(约30分钟)
1.认识滑轮(约3分钟)
教师:观察滑轮由哪些部分组成呢?(PPT出现一个滑轮)
学生:有轮子
教师:轮子的边缘有什么特点呢?
学生:有凹陷
教师:我们把它称为槽
教师:轮子会不会转呢?
学生:会
教师:绕着什么转?
学生:绕着圆心
教师:也就是绕着通过圆心的轴转动,轴用框固定,框的上下还各有一个钩子。
教师:像这样能够绕轴转动的,边缘有槽的轮子就叫做滑轮。
滑轮画法:(用PPT)先画轮,再画轴,然后框,最后钩。
教师:观察这两个滑轮在构造有没有不同呢?
学生:没有
教师:提供一套完全相同的器材,请学生用这个滑轮想出一种方法,把这个重物举高。
学生讨论:请同学你上来表演。
(学生操作过程中,滑轮会打翻,可以提示:先将重物挂在滑轮上)
(注意:举高后一定要将绳子的自由端固定好。)
总结:操作步骤:
(1)将绳子的一端固定在铁架台上
(2)把重物挂在滑轮的下方
(3)将绳子穿过滑轮
(4)在绳子的另一端施加一个向上的拉力,重物就被举高了
教师:同时利用这两个滑轮将重物举高。(操作:两边同时拉)
教师:这两个滑轮在构造上是相同的,大家认真观察,它们在工作过程中有什么不同呢?
学生:一个滑轮会动,另一个不会动。
教师:哪一个不会动?
学生:左边
教师:在左边这个滑轮上贴一个小圆点,当向下拉绳子的时候,看看滑轮有没在动?
总结:可见,不能说是滑轮不动,而是滑轮的轴不动。
而右边这个滑轮的轴会随着物体的运动而运动。(PPT)
定义:把在工作过程中轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
把在工作过程中轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。
教师:可见,定滑轮和动滑轮不是构造不同,也不是一个会动,一个不会动。
而是由在工作过程中轴会不会随着物体一起运动来区分的。
【设计意图】通过观察、分析、比较让学生认识:轴的位置不随物体运动的轮子是定滑轮。轴的位置随物体一起运动的轮子是动滑轮,初步认识动定滑轮。
2.定滑轮的工作特点(约7分钟)
教师:利用定滑轮工作有什么好处呢?
分析:在没有利用定滑轮时,要将重物举高,力就要向上。(演示)
而用了定滑轮之后,力的方向可以向下。(边讲边演示)
学生:使用定滑轮的好处是:可以改变力的方向。
教师:利用定滑轮工作能不能省力呢?如果直接匀速向上(副板书:匀速)提起物体,需要多大的力?
物重G
拉力F
物体上升距离h
(cm)
绳端(拉力作用点)移动距离s(cm)
大小
方向
1N
5
2N
4
3N
6
实验结论:使用动滑轮能省一半力,但费一倍距离。不能改变施力的方向。
3.动滑轮的工作特点(约7分钟)
教师:利用动滑轮工作会不会改变力的方向呢?请一个同学来分析。
学生甲:会
学生乙:不会
教师:在没有利用动滑轮时,要将重物竖直向上举高,力的方向要竖直向上。而用了动滑轮,力的方向还是竖直向上。(边讲边演示)
总结:利用动滑轮不能改变力的方向。
教师:利用动滑轮工作能不能省力呢?
物重G/N
拉力F/N
物体上升距离h
(cm)
绳端(拉力作用点)移动距离s(cm)
大小
方向
2
3
4
4
6
5
实验结论:使用动滑轮能省一半力,但费一倍距离。不能改变施力的方向。
【设计意图】培养学生合作、创新、分析、解决问题的能力。培养学生的动手能力,实验的独立操作能力。教会学生处理数据的能力,学会从众多信息中收集有用信息的能力。
4.定、动滑轮的实质(约7分钟)
(定滑轮的实质
教师:大家观察一下,当提起重物时,支点在哪?
学生:在轴上
教师:从支点到动力作用线的距离为动力臂;从支点到阻力作用线的距离为阻力臂。
教师:你发现了什么?
学生:动力臂等于半径,阻力臂也等于半径,即l1=l2。
教师:也就是说定滑轮的实质是一个什么杠杆?
学生:等臂杠杆(再点PPT)
(动滑轮的实质
教师:当提起重物的时候,支点在哪里?
在绳子和轮接触的地方这是动力作用线,这是阻力作用线,(边讲边用手比划)
教师:请同学们画出动力臂和阻力臂
教师:你发现了什么?
学生:动力臂等于直径,阻力臂等于半径,即l1=2l2。
教师:也就是说动滑轮的实质是一个什么杠杆?
学生:动滑轮的实质是一个省力杠杆,省一半力。
【设计意图】培养学生快速阅读能力和收集有用信息的能力。巩固学生对定滑轮可看作一个等臂杠杆的理解,巩固学生对动滑轮可看作一个动力臂为阻力力二倍的杠杆的理解。
5.滑轮组(约5分钟)
教师:大家看漫画里有两个人,一个胖子,一个瘦子,还有一袋很重的面粉。他让瘦子帮他抓住绳子,自己上楼去搬,我们看到面粉落地了,瘦子反而被提起来了,请大家分析一下胖子失败的原因是什么?
学生:因为瘦子比面粉轻,瘦子力气不够大
学生:使用定滑轮不能省力
教师:现在,还是这袋面粉,还是这个定滑轮,面粉和瘦子都在地面上,老师再给你一个滑轮,请你帮助他们想想办法,怎样才能让瘦子把面粉拉到二楼的窗口呢?大家讨论一下。
教师:老师提供给你的滑轮必须把它组装成动滑轮呢还是定滑轮呢?
学生:动滑轮
教师:原来的那个定滑轮还要不要用呢?
学生:还需要一个定滑轮来改变力的方向;
教师:那既要用动滑轮来省力,又要用定滑轮来改变力的方向,因此,我们就必须将动滑轮和定滑轮组合起来使用。怎么组合呢?也就是绳子怎么绕呢?
PPT:应当是从内到外绕的:先从定滑轮的钩子开始从上往下绕过动滑轮,再从下往上绕过定滑轮,最后拉力的方向是往下的。
教师:像这样,将动滑轮和定滑轮组合在一起的装置就叫做滑轮组。它既可以省力,又可以改变力的方向。
教师:请大家思考一下,使用这样的滑轮组可以省多少的力呢?
教师:我们把面粉和动滑轮看成一个整体,大家想想这里是几段绳子在承担物重呢?现在我们把绳子剪断,大家可以看到这两段绳子是吊着物体的,而另外一段直接就落地了,所以承当物重的绳子只有这两段,即n=2,若忽略了动滑轮的重的话,每一段绳子只承当二分之一的G物,即F拉=1/2G物也就是可以省一半的力。若面粉重300N,则拉力只要150N。
教师:再请大家思考一下,如果我要用100N即1/3G物的力将面粉提到二楼,还是这个滑轮组,那又该如何组装呢?请大家讨论。
学生:首先力要用1/3G物,那n要等于多少?也就是必须有三段绳子来承当物重。刚才吊着动滑轮的只有两段,现在还需要一段,该系在哪里呢?只能系在钩子上。
教师:绳子从动滑轮的钩子上开始往上绕过定滑轮,再往下绕过动滑轮,最后拉力的方向是向上得,所以此时,瘦子必须跑到二楼去拉。
那这样的连接方式对不对呢?我们再用刚才的方法分析一下。
教师:我们再把绳子剪断,发现这三端都是吊这动滑轮的,可见每一段都承当1/3G物,即100N的力就可以把面粉提到二楼。
教师:若用n来表示承担物重的绳子的段数的话,则F拉=1/nG物
【设计意图】进一步加深学生对两种滑轮的认识,初步了解在生活中的应用。检查学生是否真正掌握滑轮组的特点。
6.轮轴和斜面(约2分钟)
教师:同学们列举生活当中的轮轴和斜面
学生阅读课本,讨论交流
教师:投影生活当中的轮轴和斜面
【设计意图】渗透从生活走向物理,从物理走向社会的思想。
三、课堂小结(约2分钟)
让学生归纳这节课学到的知识。
四、课堂例题(约3分钟)投影
投影
1.如图所示,用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动,拉力分别为F1、F2、F3,比较它们的大小,其中正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F1<F2<F3
C.F1<F3<F2 D.F3<F1<F2
2.如图所示,滑轮组下端吊一重物,物重为200N,若不计滑轮重、绳重与摩擦,则拉力F为______N。
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1、2题
【设计意图】通过学生自己总结和归纳,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★
一、定滑轮:
1.特点:可以改变力的方向,但不省力
2.实质:是一个等臂杠杆
二、动滑轮:
1.特点:不能改变力的方向,但可以省一半的力
2.实质:动力臂是阻力臂二倍的杠杆
三、滑轮组:
1.使用优点:既可省力,又可改变力的方向
2.公式:S=nh;F=G/n
★教学反思★
在实际操作中也有意想不到的情况发生。比如在设计实验这一环节时,学生们应该会有不少的想法,应该让学生上前动手做实验,教师在旁边引导,这样虽然会耽误点时间,但有利于学生学会绕绳。在实验时,应该多挂几个钩码,以减小误差,避免误导学生,得出错误的结论。本节课最初设计是想要将滑轮组讲完,结果最后剩下一个小尾巴,主要的就是讲动定滑轮时有点长,提问的有点多,导致讲课受到了冲击。
人教版2015-2016八年级物理下册同步教案:12.3机械效率(附教材、学情分析、教学反思)
★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:
次数
钩码所受重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率
η
1
2
3
【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。