9.4机械效率
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§9.4 机械效率
一、教学设计思路：
本节课是从贴近学生生活和所熟悉的现象入手，充分利用学生已有的生活经验和学习中获得的体验，帮助学生建立有用功、额外功、总功的概念，使学生认识机械效率的物理意义，知道实际的机械效率总是小于1。通过探究斜面的机械效率，让学生在实际探究过程中积累第一手材料，加强对机械效率的理解，发展他们获得信息、处理信息和解决问题的能力，逐步领悟科学的研究方法。据新课标要求，教学中要注重激发学生学习的内驱力，注重科学探究，注重教与学的可持续发展。从教村特点看，《机械效率》的教学为培养学生的观察、分析能力提供了一次良机，也是把物理这门自然科学与生活、生产有机结合起来的重要课例，具有重要的现实意义。
由于学过了“功的原理”教学中通过实验揭露出“动力对机械做功”与“机械对物体所做的功”不等分析矛盾的原因，顺理成章地得出有用功、额外功、总功的概念。所以有用功、额外功、总功的建立是本节课的重点。另外，学生往往也容易把机械效率的高低与省力的多少混为一谈，误认为越省力的机械效率越高，所以做好“斜面机械效率的测定”是本节课的难点。另外，使用机械时，机械自重、摩擦等原因而使得工作者要多付出一部分功，学生大部分能理解，但对于“人提重物上楼”这种实例，因为没有用到机械，学生不能马上想到“克服人自身的重力做的功也是额外功的”所以本节课的导入时提前向学生讲清以保证课堂的顺畅进行。
二、教学流程图：
三、教学设计
课 题 机 械 效 率 课 型 探 究 型 新 课
教学目标 知识与技能 能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功。理解什么是机械效率。
过程与方法 通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
情感态度与价值观 在实验中培养合作精神，养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。
教学重点 理解机械效率的概念。
教 学难 点 探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素。
教 学关 键 讲清机械效率概念且通过探究活动进一步理解这一物理量。
教 学资 源 摩擦较大的木板（16） 做重物的木块（16） 垫块（16） 弹簧测力计（16） 刻度尺（16） 多媒体教学课件
教 学方 法 从学生已有经验出发采用“问题讨论法”和“实验探究法”相结合的方法进行教学。
教 学 过 程
教 学环 节 师生活动 设计意图
设疑导入 建筑工地上有一堆沙子，要把这堆沙子运到三楼，你有哪些方法？请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？ 激趣使学生乐于参与
新课教学 想想议议 一、有用功、额外功、总功 通过多媒体展示三种办法并组织学生讨论： 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？ 2、无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？ 3、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？ 师生共同理解三种功 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。
想想议议 讨论 交流 合作探究 合作探究 二、机械效率 （一）、机械效率的概念、公式 在刚才所列的三种运沙方法中，你认为哪种方法最好？哪种方法最差，为什么？ 通过多媒体展示简单机械做功时的图片 讨论、分析有用功占总功的比例 概念：有用功跟总功的比值 公式：η= w有用 / w总 （二）、机械效率的一些特征 组织学生讨论： 1、机械效率有单位吗？ 2、为什么机械效率没有大于1的？ 3、用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？ 机械效率的三个特征： 没有单位 总小于1 用百分数表示 （三）提高机械效率的途径 通过多媒体展示起重机工作时的图片讨论、分析、得出结论 途径有三条：1）减轻机械自重 2）减小机械间的摩擦 3）允许情况下增加物重 （四）例题部分 通过多媒体展示例题： 一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？ 1）组织学生分析、讨论、计算 2）展示学生解题过程 3）总结、评价 三、探究斜面机械效率 组织学生讨论寻找实验方案分析实验过程、进行实验、分析数据得到结论通过多媒体显示下列问题： 提出问题：斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系？ 2、猜想与假设：斜面越陡机械效率越高（或越低） 3、探究方案与实验设计包括： 1）实验器材 2）实验设计图（教材109页） 3）实验原理 η= w有用 / w总=Gh / Fs 4）需测物理量 G、 h、 F、 s 5）进行实验 改变斜面的倾斜程度，测量斜面较缓、较陡、最陡时的机械效率 4、收集数据记录表格（教材110页） 5、分析和论证 结论：斜面越陡越费力，机械效率越高 斜面越缓越省力，机械效率越低 6、评估与交流 小组讨论：怎样提高斜面的机械效率？ 引入机械效率概念 公式 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，提高机械效率有重要的经济意义 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。 意在让学生学习测量斜面的机械效率通过探究斜面的机械效率加深对机械 效率的理解。 让学生通过实验探究，培养学生合作精神，通过实验探究验证自己的猜想，培养学生相信科学、尊重科学的良好品质。
课堂小结 通过“学到了什么”这一栏目对本节内容进行小结：包括对三种功的认识，对机械效率 的理解，影响机械效率的因素及提高途径，斜面的机械效率与其倾斜程度的关系等。 培养学生归纳、总结知识的能力
板书设计
教学反思 因为摩擦是影响机械效率的重要因素之一，实验中还可以使用粗糙程度不同的斜面，进一步探究摩擦对机械效率的影响，加深学生对机械效率的认识。 学生对允许情况下增加物重可以提高机械效率还存在疑惑，课后通过习题加深学生对这一问题的理解。
延伸：学习和生
活中的机械效率
猜一猜
做一做：分析处理数据
小结与作业
议一议：斜面的机械
效率与哪些因素有关
例题：起重机的机械效率
建立概念
自学教材
分析数据
活动二：了解有用功、总功和额外功理解机械效率
分析、比较三种情况做功的多少
活动一：探究运沙子实验
设疑导入
巩固练习
活动三：探究斜面的
机械效率
一、教学设计思路：
本节课是从贴近学生生活和所熟悉的现象入手，充分利用学生已有的生活经验和学习中获得的体验，帮助学生建立有用功、额外功、总功的概念，使学生认识机械效率的物理意义，知道实际的机械效率总是小于1。通过探究斜面的机械效率，让学生在实际探究过程中积累第一手材料，加强对机械效率的理解，发展他们获得信息、处理信息和解决问题的能力，逐步领悟科学的研究方法。据新课标要求，教学中要注重激发学生学习的内驱力，注重科学探究，注重教与学的可持续发展。从教村特点看，《机械效率》的教学为培养学生的观察、分析能力提供了一次良机，也是把物理这门自然科学与生活、生产有机结合起来的重要课例，具有重要的现实意义。
由于学过了“功的原理”教学中通过实验揭露出“动力对机械做功”与“机械对物体所做的功”不等分析矛盾的原因，顺理成章地得出有用功、额外功、总功的概念。所以有用功、额外功、总功的建立是本节课的重点。另外，学生往往也容易把机械效率的高低与省力的多少混为一谈，误认为越省力的机械效率越高，所以做好“斜面机械效率的测定”是本节课的难点。另外，使用机械时，机械自重、摩擦等原因而使得工作者要多付出一部分功，学生大部分能理解，但对于“人提重物上楼”这种实例，因为没有用到机械，学生不能马上想到“克服人自身的重力做的功也是额外功的”所以本节课的导入时提前向学生讲清以保证课堂的顺畅进行。
二、教学流程图：
三、教学设计
课 题 机 械 效 率 课 型 探 究 型 新 课
教学目标 知识与技能 能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功。理解什么是机械效率。
过程与方法 通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
情感态度与价值观 在实验中培养合作精神，养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。
教学重点 理解机械效率的概念。
教 学难 点 探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素。
教 学关 键 讲清机械效率概念且通过探究活动进一步理解这一物理量。
教 学资 源 摩擦较大的木板（16） 做重物的木块（16） 垫块（16） 弹簧测力计（16） 刻度尺（16） 多媒体教学课件
教 学方 法 从学生已有经验出发采用“问题讨论法”和“实验探究法”相结合的方法进行教学。
教 学 过 程
教 学环 节 师生活动 设计意图
设疑导入 建筑工地上有一堆沙子，要把这堆沙子运到三楼，你有哪些方法？请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？ 激趣使学生乐于参与
新课教学 想想议议 一、有用功、额外功、总功 通过多媒体展示三种办法并组织学生讨论： 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？ 2、无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？ 3、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？ 师生共同理解三种功 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。
想想议议 讨论 交流 合作探究 合作探究 二、机械效率 （一）、机械效率的概念、公式 在刚才所列的三种运沙方法中，你认为哪种方法最好？哪种方法最差，为什么？ 通过多媒体展示简单机械做功时的图片 讨论、分析有用功占总功的比例 概念：有用功跟总功的比值 公式：η= w有用 / w总 （二）、机械效率的一些特征 组织学生讨论： 1、机械效率有单位吗？ 2、为什么机械效率没有大于1的？ 3、用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？ 机械效率的三个特征： 没有单位 总小于1 用百分数表示 （三）提高机械效率的途径 通过多媒体展示起重机工作时的图片讨论、分析、得出结论 途径有三条：1）减轻机械自重 2）减小机械间的摩擦 3）允许情况下增加物重 （四）例题部分 通过多媒体展示例题： 一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？ 1）组织学生分析、讨论、计算 2）展示学生解题过程 3）总结、评价 三、探究斜面机械效率 组织学生讨论寻找实验方案分析实验过程、进行实验、分析数据得到结论通过多媒体显示下列问题： 提出问题：斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系？ 2、猜想与假设：斜面越陡机械效率越高（或越低） 3、探究方案与实验设计包括： 1）实验器材 2）实验设计图（教材109页） 3）实验原理 η= w有用 / w总=Gh / Fs 4）需测物理量 G、 h、 F、 s 5）进行实验 改变斜面的倾斜程度，测量斜面较缓、较陡、最陡时的机械效率 4、收集数据记录表格（教材110页） 5、分析和论证 结论：斜面越陡越费力，机械效率越高 斜面越缓越省力，机械效率越低 6、评估与交流 小组讨论：怎样提高斜面的机械效率？ 引入机械效率概念 公式 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，提高机械效率有重要的经济意义 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。 意在让学生学习测量斜面的机械效率通过探究斜面的机械效率加深对机械 效率的理解。 让学生通过实验探究，培养学生合作精神，通过实验探究验证自己的猜想，培养学生相信科学、尊重科学的良好品质。
课堂小结 通过“学到了什么”这一栏目对本节内容进行小结：包括对三种功的认识，对机械效率 的理解，影响机械效率的因素及提高途径，斜面的机械效率与其倾斜程度的关系等。 培养学生归纳、总结知识的能力
板书设计
教学反思 因为摩擦是影响机械效率的重要因素之一，实验中还可以使用粗糙程度不同的斜面，进一步探究摩擦对机械效率的影响，加深学生对机械效率的认识。 学生对允许情况下增加物重可以提高机械效率还存在疑惑，课后通过习题加深学生对这一问题的理解。
延伸：学习和生
活中的机械效率
猜一猜
做一做：分析处理数据
小结与作业
议一议：斜面的机械
效率与哪些因素有关
例题：起重机的机械效率
建立概念
自学教材
分析数据
活动二：了解有用功、总功和额外功理解机械效率
分析、比较三种情况做功的多少
活动一：探究运沙子实验
设疑导入
巩固练习
活动三：探究斜面的
机械效率