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如何使用贝壳网教学资源

第3节 机械效率

唐武伟
明德天心中学
初中
物理
八年级
下学期
人教版
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    教学准备

    学情分析

    我执教的是八年级下册第十二章第三节《机械效率》,生活中处处都讲效率,机械的“机械效率”是衡量机械性能的重要指标之一,也是初中物理重点内容之一,是功、功率和简单机械各知识点的综合,在初中物理中占有及其重要的位置。学好机械效率,还为进一步学习热效率等有关相似的物理概念奠定基础。本节主要包括“有用功和额外功以及机械效率”两大方面的内容,本节教学重点是: 1.能结合具体机械说出什么是有用功、额外功、总功。2.理解机械效率。3.测量滑轮组的机械效率。教学难点是:测量滑轮组的机械效率。


    教学工具

    学生在前面的学习中已对“功”和机械有了一定的认识,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了一定的基础。


    教学设计

    教学目标

    根据本节课的教学要求,我将教学目标定为如下四个:

    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.会测量滑轮组的机械效率,并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。

    4.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,知道提高机械效率的意义和主要方法。


    教学重难点

    本节教学重点是: 1.能结合生活中具体机械说出什么是有用功、额外功、总功。2.理解机械效率。3.测量滑轮组的机械效率。教学难点是:测量滑轮组的机械效率。

    教学方法

                                                                  第三节        机械效率

    一、有用功:对人们有用的功

    额外功:人们不需要而又不得不做的功。

    总功:有用功加额外功。

    二、机械效率:有用功跟总功的比值

    公式:η =小于1,用百分数表示

    三、测量滑轮组的机械效率

                                                                 


                                                                     被提升物体的重

    滑轮组的机械效率的影响因素:         动滑轮重

                                                                       绳重及摩擦


    教学过程

    【教学过程】

     一、创设情境 导入新课   

     

    老师在家盖栋房子,需要把沙子运到三楼。别人给我推荐以下三种方法,你们觉得哪种方法好?

    方法一:桶子           方法二:动滑轮+桶子        方法三:滑轮组+桶子

    设计意图:引起学生的学习欲望,体现知识来源于生活,生活处处有物理知识。

    二、合作探究,建构知识

    (一)有用功   额外功  总功

    1、过渡:说的非常不错,确实,在实际生活中人们为了省力常常选用这种方法来提沙子。滑轮组是一种机械,那么同学们想想使用机械来提升沙子省力的同时能否省功呢?

    【提出问题】

    使用动滑轮提升沙子时是否能省功

    探究实验】——使用动滑轮是否省功

    1.老师用弹簧测力计将沙袋缓慢匀速地提升一定的高度,并展示此时弹簧测力计的示数,学生在表格中记录此时的数据,并计算拉力所做的功。

    2.老师用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的沙袋缓慢匀速地提升相同的高度,并展示此时弹簧测力计的示数,学生在表格中记录此时的数据,计算拉力所做的功。

    3.老师用弹簧测力计并借助一个动滑轮将更重的沙袋缓慢匀速地提升相同的高度,并展示此时弹簧测力计的示数,学生在表格中记录此时的数据,计算拉力所做的功。


    绳子上升高度h/m

    拉力F/N

    拉力做功W/J

    实验一




    实验二




    实验三




    提问:实验一和实验二中两次拉力所做的功一样吗?

    【结论】使用动滑轮提升物体多做了功。

    设计意图:培养学生小组分析归纳能力、语言表达能力。

    提问:为什么使用动滑轮提升沙袋时会多做功呢?我们一起来分析一下在实验一、实验二中绳子的拉力分别对哪些物体做了功?

    实验一:对沙袋做功

    实验二:对沙袋做功   对动滑轮做功   克服绳子与滑轮间的摩擦做功

     总结:

    有用功(W):为实现目的必须做的功

    额外功(W):不需要但不得不做的功

    总功(W):W= WW

    设计意图:培养学生自主学习能力和分析归纳能力、语言表达能力。

    (二)机械效率(η

    过渡:实验二和实验三都是用动滑轮提沙子,拉力做的功不相同,哪种方法好呢?

    学生交流比较:实验三,有用功在总功中所占的比例多。

    机械效率(η有用功跟总功的比值

    公式:     


    机械效率通常用百分数表示,没有单位。 η1

    设计意图:利用情景引导学生分析数据得出比较两种方案,从特殊过渡到一般,建立机械效率的概念使机械效率的概念的建立水到渠成,突破教学难点。)

    (三)测量滑轮组的机械效率

    测量滑轮组的机械效率

    过渡:我们知道了机械的使用有效率的问题,开始我们提沙子时使用了动滑轮和滑轮组,那么滑轮组的机械效率受哪些因素的影响?下面我们通过实验一起来探究。

    讨论

    1、有用功:___________________________   

         总功:______________________________

    2、机械效率:__________________________________

    3、需要测量的物理量:_______________________

    4、实验器材:______________、 __________、铁架台、滑轮、

                 细线、钩码。

    5、需________向上缓慢拉动弹簧测力计。

    说明: 钩码和动滑轮重力已直接给出,分小组进行(1、2小组挂一个钩码,3、4小组挂两个钩码,5、6小组挂四个钩码,):使用同一滑轮组,只改变被提升物体的重,每小组只需测量一组数据,并将测量的物体提升的高度、拉力、弹簧测力计移动的距离s等数据填入表格,并计算出相应的机械效率。


    进行实验收集数据

    请小组分工协作测出自己组装滑轮组的机械效率。

    教师巡视、指导学生分组实验。鼓励学生动手实验,鼓励学生间的交流和合作。

    实验

    序号

    物重

    G/N

    动滑轮重G/N

    物体

    被提

    升的

    高度

    h/m

    有用功w

    /J

    拉力F/N

    弹簧测力计移动的距离s/m

    总功w/J

    机械效率η

    1









    2









    3










     

    (学生小组分工协作进行实验,将实验测得的数据填入表格中。)

    组织学生展示实验结果并分析测量结果,看看滑轮组的机械效率与物重存在什么关系。

    【归纳总结】  动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。

    (设计意图:培养学生全面的独立操作能力,包括分析实验原理、组装实验装置、进行实验收集证据、分析数据得出结论等)

    讨论:在忽略摩擦的情况下,使用滑轮组提升重物时如何计算所做的有用功和额外功?

       有用功: W=Gh        额外功:W=Gh   

    总功:W=W+W=Gh+Gh

    滑轮组的机械效率:

    小结

                                                                     被提升物体的重

    滑轮组的机械效率的影响因素:         动滑轮重

       

    (四)拓展延伸

    【回归生活】

    前面盖房子我们知道用方法三提沙子好,学习了机械效率,我们可以如何来提高方法三的机械效率呢?

                                       

      

                                                      方法三:滑轮组+桶子

    设计意图:提高学生分析解决问题的能力




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