大概念统领下的初中物理教学设计集体备课
备课内容 第三节机械效率 第1课时 认识机械效率
主备人
小组成员
一、教学目标确定的依据 【课标要求】 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 【学业要求】 1、知道机械效率，能认识有用功和总功。 2、知道机械效率总是小于100%，能认识提高机械效率的意义和途径。 【教材分析】 《机械效率》是沪科版八年级物理下册第十一章第三节的内容，教材在之前已经安 排了有关于各种简单机械和功的内容学习，本节课既是前面简单机械、功等知识的进一步延伸，又是对这些知识的综合分析与实际应用，体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念。因此，本节在本章教材中处于非常重要的地位，对学生今后参加社会实践具有非常重要的指导意义。本节主要内容包括三个部分：1.有用功、额外功、总功的概念；2.机械效率的概念及计算公式；3.探究“滑轮的机械效率”实验。初中物理学习中效率的概念是一个重要概念，不仅有机械效率，而且还涉及热机的效率、炉子的效率、太阳能热水器的效率、用电器的效率等。因此让学生探究和理解机械效率的意义应作为本节教学的重点。而从学生的认识经验来看，在生活中，经常涉及学习效率、工作效率等，效率这一概念被广泛应用于工作、生活和学习等各个方面，尽管具体意义有所不同但道理相通。 【学情分析】 一、学生已有的认知 学生在前面已经学习了功的概念和计算，为本节课的学习做了很好的铺垫。之前学过的速度概念和密度概念以及压强概念经历了利用比值的思维去解决相关变量的关系，为本节课引入机械效率的概念作了铺垫。八年级学生正处于逻辑思维初步发展阶段，教学设计主要从学生已经认知的角度出发循序渐进如浅入深的进行研究。 二、学生对新内容的认知不足 学生在生活中已学过“效率”这个名词，由于机械效率概念涉及到“总功”、“有用功”、“额外功”等概念，而功的概念本身又比较抽象，因而要区分并理解这些概念对初中生来说有一定的难度，是对“机械效率”、“有用功”、“额外功”、“总功”的概念不是很清楚，特别是要弄清机械效率的定义、如何测量机械效率、提高机械效率的途径等问题不是很容易的，需要老师耐心的引导和帮助。
二、教学目标 【物理观念】 1.知道有用功、额外功、总功及三者之间的关系。 2.了解机械效率，能利用机械效率的公式进行简单计算。 【科学思维】 类比数学中的效率概念，推理得出机械效率的公式。 【科学探究】 通过探究动滑轮是否省功，初步认识机械效率。 【科学态度与责任】 1.通过探究活动增强与其他同学合作的意识，培养学生严谨的科学态度。 2.在分析问题、解决问题的同时，体会成功的喜悦，激发探索科学的求知欲。 3.关注生产、生活中的各种各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
三、教学思路 鼓励学生讨论并结合自己的生活或熟悉的生产实际，交流回答对“效率”一词的认识，指出在哪些场合下涉及到“效率”问题？教师可在肯定学生讨论回答的基础上指出，本节课所研究学习的机械效率在物理学中有其独特的意义。接着组织学生做用滑轮组提升重物的实验。实验中教师再引导学生注意观察滑轮组的工作情况，将实验全过程分解为重物升高和手拉弹簧测力计上升两个过程，指导学生分别计算两个过程中做功的大小，启发学生有何发现？能否提出相关问题？再引导思考、分析、解释其原因，从而使学生认识有用功、额外功和总功这些概念。然后再通过多媒体展示教材中的问题，再次激发学生思维，组织学生讨论、交流，使认识趋同，进而认识机械效率问题。最后再安排学生做用斜面升高物体的实验，让学生再实践、再认识，产生认识上的飞跃。整个学习认知过程突出实践——认识——再实践——再认识这样一个渐进过程。学生经过一个问题激发、实践探究、发现新知、解决问题、应用深化的获知提能和情感交流的体验过程，知识的获得有实践依托，真实可靠，理解自然，自然也掌握得比较牢固。 四、教学重难点 【教学重点】 理解机械效率。 【教学难点】 理解机械效率。 五、教学准备 细绳、弹簧测力计、滑轮、刻度尺、多媒体课件等. 【设计环节及意图】 情景引入（激发兴趣）→旧知复习（体现递进）→新知探究（方法引领）→小结评价（体现能力）……→课后小结（大概念统领）→任务评价（体现成效） 【课时安排】1课时
教学流程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 评价要点 备注
【环节一】 章节引入 【环节二】 引入课题 【环节三】认识有用功和额外功 【环节四】机械效率 活动一：创设情意、提出问题 小明家最近买了一处新楼房，三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。假如我们用下面三种方法搬运沙子，你认为哪一种方法最好？为什么？ 工作中，我们总是希望额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。今天我们就来学习机械效率。板书课题。 活动二：任务驱动、自主探索 提出问题：直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？演示实验： 通过让学生分析、思考前后两次拉同样重的钩码到相同的高度，手做功为什么不相同？ 请同学们思考：为什么用机械做的功大于不用机械而直接用手做的功呢？学了机械效率同学们就明白了。 活动三：交流合作、构建新知 通过前面的学习我们知道简单机械在日常生活中的应用非常广泛，给人们的生活带来很大的便利，可以省很大的力。那么机械的使用省不省功呢？ 实验：使用动滑轮提升重物是否省功 提出问题：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功一样吗？ 实验1 如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢匀速提升一定高度，读出弹簧测力计的示数并计算出拉力所做的功。 实验2 如图乙，利用动滑轮将同样的钩码缓慢匀速提升相同的高度，读出弹簧测力计的示数并计算拉力所做的功。 分析论证：比较两个实验中拉力所做的功的大小。 结果表明，实验2中拉力做的功多一些。可见，利用动滑轮提升物体与直接用手提升物体相比较，并不省功。 评估：利用动滑轮提升物体多做的功来源于哪里呢？（使用动滑轮的确省了一半力，但拉力移动的距离增加了一倍，加上动滑轮的自重、摩擦等因素影响，使用动滑轮提升物体非但不省功，还要多做功。） 多媒体演示 思考：用动滑轮提升沙子的过程。（1）该过程中，人们的目的是什么？（2）为了达到人们的目的所做的功怎么计算？（3）在提升沙子的过程中，你觉得哪部分功是我们不想做的？若要计算，应如何计算？这部分功可以不做吗？ 归纳与总结：人们在利用机械做功的过程中，为了达到某种目的而做的功叫做有用功（如克服沙子的重力而做的功），不想做而又不得不做的功叫做额外功（如克服桶重、绳子重而做的功），额外功是不可避免的。 阅读教材“机械效率”内容，回答下列问题 机械效率的定义 机械效率的计算公式 教师：正确理解机械效率，主要有以下五点： 机械效率是有用功与总功之比，它只有大小，没有单位。 （2）由于额外功总是存在的，所以有用功总小于总功，机械效率总是小于1。 （3）机械效率是表征机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。 （4）机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体提升的高度无关。 （5）机械效率不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。 同学们讨论后能回答出第③种方法最好，因为第③种方法做的额外功最少。 (1)让一位同学到讲台上，一位同学用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，并计算拉力所做的功。 (2)再让另一位同学到讲台上，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度。 学生猜想之后揭开谜底：一个是用手直接做功，而另一个是用机械（动滑轮）做功。通过机械做功可以省力但不省功。 学生根据做功的目的，利用功的计算公式进行回答。 学生自行阅读教材，分小组讨论，代表发言。 听讲、思考、理解。 通过观察图片，激发学习兴趣，导入课题。 这些问题的提出紧扣教材，引导学生了解教材内容，并知道有用功、额外功、总功的概念。此环节是教学中的重点，是学生分清有用功、额外功、总功的关键 通过学生讨论、思考、比较、分析引出有用功、额外功、总功并获得三者之间关系的信息。 在这个环节中进一步突出重点和难点，也促进学生对有用功、额外功、总功概念的记忆，并且知道机械效率的定义，对如何提高机械效率有正确的认识。 学生自行阅读教材，提高自学能力。 加深对机械效率的理解。大概念统领下的初中物理教学设计集体备课
备课内容 第三节 机械效率 第2课时 机械效率的测量
主备人
小组成员
一、教学目标确定的依据 【课标要求】 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 【学业要求】 1.能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1。 2.通过实验探究影响机械效率的因素，找出提高机械效率的方法． 【学情分析】 测量“滑轮组机械效率”是学生在学习了《滑轮组(第一课时)》的基础上进行的实验课。学生已经通过滑轮组提升重物，知道了什么是总功、有用功、额外功的概念。本节课就是要引导学生，利用滑轮组提升钩码，测量其中的相关物理量，从而计算出滑轮组机械效率。整个教学过程以学生为主体，引导学生积极思考探究，层层递进，注重学生发现问题、分析问题和解决问题能力的培养。
二、教学目标 【物理观念】 1.知道滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关，知道提高机械效率的方法。 2.理解提高机械效率对实际生产、生活的意义。 【科学思维】 1.类比滑轮组的机械效率，推理归纳其他简单机械的机械效率计算。 2.通过机械效率知识批判社会上关于机械省功的不当言论、虚假产品，培养质疑创新能力。 【科学探究】 通过探究滑轮组的机械效率实验，培养学生拟定简单的科学探究计划和实施实验方案的能力。 【科学态度与责任】 1.关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。 2.在实验中进行充分的交流与合作，培养学生严谨认真、实事求是、尊重实验结果的科学态度和团队协作的科学精神。
三、教学思路 本节课的教学目的在于让学生练习组装滑轮组和学会测滑轮组的机械效率。通过测滑轮组的机械效率,加深对机械效率的理解。让学生自己通过探究,进一步了解影响滑轮组的机械效率大小的因素,找出提高滑轮组的机械效率的方法,认识提高滑轮组的机械效率的实际意义。 四、教学重难点 【教学重点】 探究滑轮组的机械效率。 【教学难点】 探究滑轮组的机械效率。 五、教学准备 弹簧测力计、细线、刻度尺、钩码、滑轮、多媒体课件等． 【设计环节及意图】 情景引入（激发兴趣）→旧知复习（体现递进）→新知探究（方法引领）→小结评价（体现能力）……→课后小结（大概念统领）→任务评价（体现成效） 【课时安排】1课时
教学流程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 评价要点 备注
【环节一】 章节引入 【环节二】 引入课题 活动一：复习提问 1、什么是有用功，额外功，总功 2、什么叫机械效率 计算公式 为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量 每个量怎样测量 活动二：任务驱动、自主探索 1.机械效率总是一定的吗？ 先让学生按照教材图所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，小组讨论明确实验中哪些是有用功，哪些是额外功，总功怎么测量，然后进行实验，将三次实验数据填写在下表中，比较三次测算的机械效率是否相等。 教师补充：在实验中，一定要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数，以减小实验误差.如果不是匀速地拉，弹簧测力计示数忽大忽小，且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力，无法使用η＝ W有/W总计算机械效率；如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小，η偏大；如果在弹簧测力计静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F偏小，η偏大。 分析数据比较得出结论，引导学生分析提高机械效率的方式： （1）同一滑轮组，载重越大，机械效率越大，所以滑轮组在满载情况下工作，可以增大有用功占总功的比例，提高机械效率。 （2）相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中动滑轮的自重，可以减小额外功占总功的比例，提高机械效率。 （3）改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。 师生互动归纳总结： 提高机械效率的方法：①增加被提升物体的重量；②使用较轻的动滑轮；③设法减小绳和轮之间的摩擦。 思考，回答回顾已学知识。 明确实验内容，了解实验器材、实验目的、实验步骤以及实验中的注意事项，为动手实验做准备。 听讲、理清实验思路。参与实验操作，观察现象，记录数据，在老师的指导下得出结论。 通过复习上一节课的知识，为本节课奠定基础。 提问，进一步引入新课，激发学生学习兴趣。 明确实验目的、方法以及注意事项。通过观察或参与演示实验，提高科学探究能力。 培养学生小组合作意识，语言组织和表达的能力。
