机械效率

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机械效率教案
一、教学设计思路
物理课程标准将科学探究纳入重要的内容标准，旨在加强学生科学素质的培养。对学生来说，它既是学习的目标之一，也是一种重要、有效的学习方法；对教师来说，它也是一种重要的教学方法。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。
本设计的第一环节是复习导入，通过视频展示生活中的简单机械以及功的知识复习，为学生顺利完成反映机械性能的机械效率构建了必要的基础知识平台。第二环节是猜想、实验和质疑，通过活动一，让学生对问题“手拉绳子做的功等于动滑轮拉重物所做的功吗？”进行猜想，并引导设计实验验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现，手拉绳子做的功总是大于动滑轮拉重物所做的功。通过实验的设计归纳则可培养学生归纳、推理能力，同时达到渗透物理学研究方法的目的。得出结论后进一步让学生分析讨论：多余的功干什么了，引出使用机械的三个功。第三环节是认识有用功、总功、额外功，这一环节放手给学生自主学习，在教学中教师要帮助学生自己进行知识的构建，而不是去复制知识，旨在发展学生多方面获取信息的能力。紧接着是认识机械效率，通过前面学生已经认识三个功以及它们之间的关系，由上面的对多余的功（即额外功）的讨论，引导学生认识到有用功和总功数量上相差越小越好，继而放手给学生自主学习，过度自然且易于理解机械效率的意义。了解常用机械的机械效率，并进行简单的计算，帮助学生进一步理解机械效率。这一环节教师着力引导学生步入自主性学习的轨道，培养他们的学习能力。第四环节议一议“动滑轮的机械效率与哪些因素有关”和“如何才能提高它的机械效率”，教师适当引导：把公式η= ⅹ100％ 变形为η= ⅹ100％，通过讨论和理论分析培养学生的逻辑思维能力。第五环节是课堂巩固，围绕着怎样提高自行车的机械效率问题创设一个有利于学生主动学习的情境，使学生能够联系生活、联系实际，使物理知识生活化，又使生活现象物理化。借助这一活动，学生了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。最后再将效率问题延伸到学生的学习和生活中，使学生能把课堂知识活学活用，增强提高效率的意识。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。
教学过程中利用课本资源创设情境，激发学生的求知欲。通过设计、动手实验发现动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升重物所做的功，分析数据后自主学习认识使用机械的三个功以及它们之间的数量关系，建立机械效率的概念，算一算机械效率，议一议影响动滑轮机械效率的因素，观看图片和视频说一说怎样提高自行车的机械效率，举例说明学习和生活中的效率问题等，力求教学方式多样化，学习形式更富吸引力，课堂具有更多的生成性。在每一环节中均对学生的表现给予准确、恰当、即时的评价，让学生体验成功、感受自信，使整个课堂生动、活跃起来，充分展示每一个鲜活的生命个体，关注每一个学生的成长与发展。
二、教学流程图
三、课堂学习目标
1、经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。
2、理解什么是机械效率。学会用机械效率公式进行有关问题的简单计算。
3、了解常用机械的机械效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。
4、通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。
5、了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
四、教学重点
了解什么是有用功、总功、额外功，理解机械效率，知道它们之间的数量关系。
五、教学难点
理解机械效率的概念和物理意义。
六、教学资源
教师用：多媒体。
学生分组用：铁架台、细绳、滑轮若干、弹簧测力计、刻度尺、钩码若干。
七、教学过程
流程 教师活动 学生活动 活动目的
复习导入 1.播放视频：生活中的简单机械，提问：视频中有哪些简单机械？2.做功的两个必要条件是什么？如果我们要求做功的多少，要知道哪些量？3.投影出示：课本图11-14.提问：大家还记得小明是用什么方法将木料运上楼的吗？ 观看回答思考后，指名上黑板画出示意图。 既是复习知识又为后面的学习构建知识平台。联系生活实际，充分利用课本资源创设情境，激发学生的求知欲。
再探动滑轮 1.提出问题：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳做功了吗？动滑轮对木料做功了吗？手拉绳子做的功和动滑轮对木料做的功大小相同吗？我们有没有办法知道“两个功”是否相等？将设计好的表格投影在屏幕上，提问：这张表格设计合理吗？实验时为什么要测量多组数据？⑤接下来要做实验了，为了保证拉力F的大小始终不变。拉力F要注意：竖直向上匀速拉动。提问：手拉绳子做的功和动滑轮对物体做的功相等吗？ 2.学生进行猜想：3.设计实验：①实验需要测哪些量？②测量这四个量，需要什么样的测量工具呢？③做这个实验除了弹簧测力计和刻度尺以外，还需要准备哪些仪器呢？④根据实验，设计一个表格记录实验中需要测量的数据。4.进行实验：分组进行，不同的组挂的钩码个数不同。5.分析实验数据：①各组代表填写数据，投影出示。6.得出结论：手拉绳子做的功总是大于动滑轮对物体做的功。 引导学生设计实验,测量两个功，探究“手拉绳做的功与动滑轮对钩码做的功之间的关系”。通过实验的设计归纳培养学生归纳、推理能力，同时达到渗透物理学研究方法的目的。
流程 教师活动 学生活动 活动目的
再探动滑轮 讨论:手拉绳子做的功总是大于动滑轮对物体做的功。这说明使用动滑轮省不省功？那为什么要使用它？多余的功去干什么了呢？ 学生讨论得出：利用动滑轮提升重物做功时，我们除了提升重物外，还将动滑轮提升了一段距离，所以人做的功除了提升重物之外，还必须克服动滑轮的重力、绳子的重力以及摩擦而做功，所以拉力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。 培养学生交流与和合作的精神。有助于对额外功的理解，帮助理解机械效率总小于100%.
认识使用机械的三个功 师：以第三组数据为例，手对绳做的功为0.44J，动滑轮提升物体做的功为0.4J，还有另外的0.04J功是对机械做的。我们通过这样的分析，使用一个机械就出现了三个功，今天我们要学习的第一个问题就是：使用机械的三个功。我们还要给这三个功起名字，起什么名字好呢？请同学们自己阅读课本21页自学这部分内容。根据学生的回答板书：一、使用机械的三个功1.有用功：W有用2.总 功：W总3.额外功：W额外W总 = W有用 + W额外5.小结：知道三个功中的任意两个，根据它们的关系就可以求出第三个。 1.阅读课本，观看视频；2.哪个同学说说三个功分别叫什么功？3.你认为这三个功的大小有什么关系？4.大家刚才算了两个功，分别说一说这两个功各叫什么功？把三组数据中的三个额外功算出来（指名汇报）； 通过数据分析，引导学生自己去发现使用机械的三个功，激发自主学习的欲望。
认识机械效率 师：看公式，想这样的问题：比如说我手对绳子做了10J的功，我想让滑轮对物体也做10J的功，可不可能？我们总希望有用功与总功数值上相差越小越好，也就是有用功在总功当中占的比例，是大好还是小好？有用功在总功当中占的比例越大反应机械的性能越好。所以 加深理解机械效率总小于100%.
流程 教师活动 学生活动 活动目的
认识机械效率 有用功在总功当中所占的比例问题就是我们今天学习的第二个问题:反应机械性能的机械效率。什么是机械效率也由大家自学。根据学生口答板书：二、机械效率η=ⅹ100％注意：η没有单位，η 1。4.投影出示：起重机的机械效率为45%，它表示什么意思？ 1.自学课本22页内容。2.哪个同学说一下机械效率的定义？那么用公式表示是？由于有用功总小于总功，η的值一般是比1？所以我们用百分数来表示它。3.思考：有没有单位？η 1，为什么小于1呢？思考回答5.分组算出三组数据的机械效率（指名填写）； 渗透机械效率的物理意义，帮助学生理解机械效率，也为学生进一步自主学习铺垫。加深对机械效率概念的理解。检验学生对公式的理解和运用。
议议：影响动滑轮机械效率的因素 通过上面的计算，我们发现：同一个动滑轮，在不同的使用情况下机械效率是不一样的。那么动滑轮的机械效率与哪些因素有关呢？你认为如何才能提高它的机械效率？ 组织讨论交流，指名说说。 让学生讨论交流，体验合作学习的乐趣，提高学生分析问题的能力。
巩固练习 师：自行车的使用已经有200年的时间了。这200多年中自行车不断被改进，结构的设计和材料的使用越来越合理，这也使得现在的自行车机械效率越来越高，人们骑行也很方便，推进了人类社会的发展。 1.投影出示：选一选。2.看自行车图片，再说说：自行车是我们日常的交通工具，有哪些方法可以提高自行车的机械效率？3.除了机械做功有效率问题，干别的事情是否也 直观、形象的让学生感受自行车的改进和使用。了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。将效率问题延伸到学生的学习和
流程 教师活动 学生活动 活动目的
巩固练习 有效率的问题？举例：如果学生举不出，老师可以举例。1.我们上课就有效率问题；2.自动笔的笔芯能否充分利用，也同样存在使用效率问题。 生活中，使学生能把课堂知识活学活用，增强提高效率的意识。
小结与作业 小结本节所学。投影本节作业并宣布下课。 起当堂巩固和延伸课堂教学的作用。
八、教学反思
有用
额外
有用
有用
总
复习导入
测量、比较手拉绳子做的功和动滑轮对物体做的功
活动一：再探动滑轮
分析数据
活动二：了解有用功、总功和额外功理解机械效率
计算：动滑轮的机械效率
自学教材
建立概念
议一议：动滑轮的机械
效率与哪些因素有关
选一选
说说：怎样提高自
行车的机械效率
巩固练习
延伸：学习和生
活中的机械效率
小结与作业
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