北师大版物理八年级下册-9．5 探究——使用机械是否省功 - 教案

义务教育物理课程八年级(下册) [北师大版]
《探究--使用机械是否省功》教学设计


教学设计思路：根据物理课程标准要求，“机械效率”属于理解层级。北师大版教材通过“使用机械能省功吗”的实验探究，提出有用功、额外功与总功的概念，进而引出机械效率的定义、公式等。考虑到学生前面已经学习了功和简单机械的知识，也实验探究了“不同滑轮的工作特点”，本节课在实验探究方面作了如下改进：让不同组学生分别使用不同重力的重物（钩码）和不同重力的滑轮进行实验。以利于在通过探究形成机械效率概念之后，充分利用实验结果，进一步展开交流、对比发现、分析论证，加深对机械效率的认识与理解，有效提高学生的认识水平，把实验能力、思维能力的训练推进到更高层次。在教学方法方面着力体现学生主体作用，突出自主探究、合作交流的特点。

一、教学目标：

1、让学生经历动滑轮能否省功的实验探究过程，学会拟定简单的探究计划，学会认真观察、记录并根据所收集到的数据分析质疑、得出结论，认识什么是有用功、额外功、总功，知道机械效率是描述机械功效的物理量。领悟实验过程中团队分工协作的重要性。
2、引导学生利用实验结果进一步参与关于机械效率的更深入的思维探究活动，加深对机械效率意义的理解，知道机械效率小于１，同一机械的机械效率不是恒定不变的，并利用公式进行有关机械效率的计算。培养学生应用机械效率知识解决实际问题的能力、善于质疑的思维习惯和比较归纳的思维方法。
3、体验学习过程，使学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价和正确选用机械的意识。

二、教学重、难点：

重点：机械效率的意义
难点：有关机械效率的计算和其他应用。

三、教学资源：

1、教材以及学生已有的生活经验和知识
2、实验器材：钩码（１N、0.5N）、动滑轮(0.25N、0.5N、0.75N)、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺。
3、多媒体设备（包括展示仪）及课件。


四、教学过程
教学环节 师生活动过程 设计意图及媒体运用
引 课 [创设知识情景]知识小竞赛：请同学说出含有“功”字的成语。学生回答老师分别从学生回答的成语中，说明有些成语的“功”字，含有“贡献”的意思，有些则含有“成效”的意思。联系当今社会讲求“高效”“节能”的理念，引入并板书课题。 激趣，调动学习积级性。[课件]：请说出含有“功”字成语 从生活走向物理[板书]： 机械效率
新 课 学 习 一、实验探究――使用机械能省功吗？ ⒈问题与猜想[回忆旧知识]老师引出“机械做功能省功吗？”的问题。学生议论回答。 ⒉制定计划让学生通过讨论，明确实验是个对比实验，必须通过测量，把使用机械与不用机械两次做功的结果加以比较。 老师继续启发学生制定出实验计划，归纳实验步骤,并通过装置和示意图交代注意事项，强调分工协作。 ⒊小组实验与收集数据学生动手操作、观察、记录；老师巡视指导。 通过探究活动，培养学生设计实验和动手操作的能力,收集数据和分析数据的能力。[课件]：探究―使用机械能省功吗？功＝力×距离[课件]：⒈问题与猜想使用机械能省功吗？⒉制定计划实验步骤：①.直接用弹簧测力计把一个钩码缓慢提升一定高度h， 同时记下提升过程中弹簧测力计读数F1。②.用弹簧测力计通过一个动滑轮把同一钩码缓慢提升相同高度h ，同时记下弹簧测力计的的读数F2 和绳子自由端移动的距离S。⒊收集证据
新 课 学 习 ⒋交流结果，分析得出结论 学生代表上台，展示各自实验结果。 老师根据学生交流的数据，启发学生得出结论：使用机械不能省功。 问题：使用机械为什么要多做功？学生思考回答。师生共同分析，由机械做功的情况而引入有用功、额外功、总功的概念及关系式。 [练习反馈]：要把重100N的沙子运上三楼，图中画了两种方法，同学讨论一下：哪种办法好？为什么？ 师生共同分析指出：机械做功存在着一个效率问题。 ⒋实验结论由实验结果可知:W2 W1结论：使用机械不能省功。培养学生由具体事例定义机械做功时三种功的概念。帮助学生领会有用功、额外功、总功的含义。培养学生分析思维能力。[板书]：一、实验探究⒈结果：结论：⒉分析有用功：额外功：总功：W总＝W有用+W额外巩固练习，及时反馈。[课件]：如果让你把重为100N的沙子运上三楼，图中的两种方法，你选哪种？
二、机械效率⒈老师通过类比分析，使学生知道用比值（所占份额、比例）的方法来定义机械效率。⒉给出表示机械效率的符号、单位、读法及公式等。⒊老师引导学生领会机械效率这个物理量代表的意义。⒋通过简单计算，加深对有用功、额外功、总功的认识，及对机械效率公式应用。 通过机械效率概念的学习，使学生知道机械效率是指描述机械功效的物理量，并领会物理量的定义方法。[板书][课件]：二、机械效率（η）⒈定义：⒉公式：η　　　　 ×100%　　　　　⒊意义： ⒋应用：学生计算本组实验装置（动滑轮）的机械效率.

新 课 学 　　 习 三、延伸探究学生计算本组实验装置（动滑轮）的机械效率，并汇报结果。 老师根据汇报的数据，启发学生观察，发现机械效率的值各不相同。 问题一：各组装置的机械效率各不相同，但共同特点是什么？得出：在实际使用机械做功时，机械效率总小于1。 问题二：为什么各组装置机械效率会不相同呢？机械效率总是一定的吗？学生可以通过组与组之间的互相对比、交流，查找原因，说明理由。老师再让各组分别举起本组所用的动滑轮与钩码。同学通过观察对比、弄清原因。请第１、４组和第２、３组同学代表上台展示、交流本组的钩码、动滑轮和实验记录。师生共同分析： ⑴观察第1、4组实验器材，在所用动滑轮相同（视为同一机械）情况下，所提起钩码不同，其机械效率不同。得出：在使用同一机械时，机械效率不是恒定不变的。⑵观察第2、3组实验器材，在所提起钩码相同情况下，所用动滑轮不同，其机械效率不同。得出：不同的机械有各自不同的机械效率范围。 老师指出：现代社会是节约型社会，我们追求高效、节能。我们在使用机械时讲究高效率，在日常工作学习中也追求高效率，这就要求我们凡事要突出目标、明确目的，尽量少做无用功。 把问题引向深入，使学生加深理解机械效率的意义，培养学生善于观察、比较，发现新问题并解决问题的能力。[板书]：老师板书各组汇报所得机械效率的值。 [课件]：三、延伸探究1. 机械效率能大于1吗？ 2. 机械效率总是一定的吗？ ①.同一机械的机械效率不是一定的。 ②.不同机械都有各自的机械效率范围； 如何提高机械效率呢？同学们课后可以继续探究，寻找答案。 让物理走向生活，走向社会，培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践并具有高效、节能的意识
课堂小结 让学生回顾，在老师的引导下由一位学生来回答。 让学生展示自我，培养学生归纳、总结与表达的能力。[课件]:知识小结这节课你学到了什么？
布 置 作 业 ⒈书面作业：课本P183　第１、２题 ⒉课外探究：
[课件]： ⑴请各实验小组把实验结果相互交流、共同讨论：如何提高滑轮组的机械效率?⑵利用自己制作的简单机械（如杠杆、斜面等）进行有关机械效率方面的探究活动.


省力

省距离

使用机械：

改变力的方向

W有用
＝　W总