八年级物理下册 第十二章 第三节机械效率教学设计 （新版）新人教版-（新版）新人教版初中八年级下册物理教案.doc

《机械效率》教学设计

思路设计：
本课从“节能”的角度设置情境提出问题，引发学生的思考；在实验的基础上，分析生活中杠杆、滑轮、斜面等简单机械是否省功，让学生充分理解有用功、额外功、总功以及机械效率的含义；然后以解决生活中的实际问题为背景，让学生以小组为单位设计实验并进行实验探究，进一步理解机械效率的含义，了解滑轮组的机械效率跟哪些因素有关，掌握提高滑轮组的机械效率的方法，并推广到其他机械。本节课的设计充分利用了的物理从生活中来而到生活中去的特点，让学生在过程中去分析、学习和体会，达到掌握知识，学习方法，提高能力，培养情感、态度和价值观的目的。
教材分析：
机械效率是衡量机械性能的一个重要方面，它体现了机械对能量的利用率，与当今社会提出的“节能环保”的主题有着紧密的联系，具有十分重要的现实意义，本节课就是让学生从能量利用的角度理解效率的问题。合理的教学设计，可以让学生根本上理解机械效率的含义，让学生更加具体的理解前面学习的功和能之间的联系，更好的理解九年级要学习的广义效率。本节课的教学内容由“机械效率”和“探究影响滑轮组机械效率的因素”两部分组成，其中对“机械效率”概念的理解是本节课的重点，“探究影响滑轮组机械效率的因素”是本节的难点。在教学过程中通过设置情境，实验探究和实例分析让学生理解有用功、额外功和总功，达到使其真正理解机械效率含义的目的突出重点；组织学生以小组为单位经历探究影响滑轮组机械效率的因素的全过程，让他们通过思考、分析、实验、总结等过程突破本节的学习难点，既能激发他们的学习兴趣，又能提高他们的各种能力。
学情分析：
学生在前面已经对“简单机械”、“功”和“能”进行了学习，在日常生活、学习中也可以体会到其他方面的“效率”问题，已经具备学习本节内容的基础。所以合理的设置情境，让学生发现问题，在已有知识和能力的基础上，让学生设计方案解决问题，对于他们来说既有一定的难度，又可以在教师的适时帮助下经过努力合作完成，这样的课程设计可以充分激发学生的求知欲，让更多的学生主动参与到学习中来，在学习的过程中不断提高学生的综合素质和各种能力。
教学目标：
1．知识与技能
（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）通过实验了解滑轮组机械效率的高低与哪些因素有关。
2. 过程与方法
通过参与探究动滑轮、滑轮组等简单机械的机械效率的活动，学习科学探究实验的方法。
3. 情感态度与价值观
通过对机械效率的了解，认识到机械效率反应机械对能源的有效利用成分。以滑轮组为例，探究影响机械效率的因素，提高机械效率可以缓解能源危机，有节约能源的意识。
教学重点：
机械效率概念的理解
教学难点：
探究影响滑轮组机械效率的因素
教学器材：
弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮（大、小、轴粗糙程度不同）、钩码（0.5N、2N）、
细棉线、导线
教学过程：

教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课

机械效率与节能之间的联系
1．提出问题：本周是《节能宣传周》，它的主题是什么？
2．简述机械效率与节能之间的联系引入新课。
认识节能的重要性，知道机械效率与节能之间有紧密的联系。
创设情景，提出问题，引发学生的思考。
进行新课
一、理解
有用功、额外功、总功的概念
1．提出问题：杠杆、滑轮、斜面等简单机械，它们有的可以省力、有的可以省距离，那么使用这些机械可以省功吗？
2．实验探究：
(1)给出器材，确定实验探究的问题：直接提升物体，与使用动滑轮提升物体，两次拉力做功的大小是否相同？
(2)设置问题，给出实验数据记录表，引导学生设计实验并进行实验：
①这个实验怎么做？
②需要测量哪些物理量？

G/N
h/m
W直/J
F/N
s/m
W机/J
2
0.1
0.2
1.1
0.2
0.22

3.拓展提升：使用这些机械省功吗？

4.归纳总结：
(1)有用功(W有)：直接对物体所做的功（工作目的）。
(2)额外功(W额)：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。
(3)总功(W总)：利用机械所做的功（实际付出）。

1．思考并回答：省力、费距离、根据W=FS，所以使用机械不一定省功。

2.设计实验并进行实验：（1）用手直接将一个重为G的钩码提升h，W=Gh。
（2）通过一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起将一个重为G的钩码提升h，分别测量绳端拉力F和绳端移动的距离S，W=FS。
（3）分组实验，记录数据，板书展示，分析得出规律。

3. 小组交流并展示：
（1）无论他采取哪种方法都必须做的功是对物体做的功。
（2）在几种不同的方法中，不愿做但又不得不做的功分别是克服机械自重或摩擦。所以，使用这些机械也不省功。

通过使用动滑轮是否省功的实验探究，可以让学生更深刻的理解使用任何机械都不省功，为有用功、额外功和总功的理解奠定基础。

通过分析这些机械是否省功，不仅可以加强对有用功、额外功、总功的理解，同时可以锻炼学生学以致用、举一反三的能力。

准确给出物理概念
二、建立机械效率的概念
1．提出问题：从有用功的角度来说，刚才各组动滑轮提升物体中，哪组器材更好？为什么？

2．在学生回答的基础上进行分析和归纳总结：
在总功一定时，人们总希望有用功越多越好，它反映机械对能源的有效利用，额外功越少越好，它反映了机械对能源的额外消耗。所以在总功中，有用功所占的比例它反映了机械对能源有效利用的效率，物理中我们把它佳作机械效率。
机械效率就是有用功跟总功的比值，公式：η= W有用 /W总

3．总结机械效率的一些特征。
（1） 机械效率没有单位。
（2） η总是＜1，因为使用机械不省功，W有用＜W总。
(3)生活中η用百分数表示。
1.思考并回答：
（1）有用功相同，总功越少越好。
（2） 总功相同，有用功越多越好。
（3） 有用功在总功中所占的比例越多越好。

2．各小组计算本组滑轮组的机械效率，并进行展示。
机械效率这一概念的生成，建立在实验探究和能量利用的基础上，是一个水到渠成的过程。
三、实验探究影响滑轮组的机械效率的因素
1．设置情境并提出问题：生活中滑轮组的机械效率约：50%-70%，如何提高滑轮组的机械效率？
2．给出器材和实验原理，与学生一起确定各组实验探究的问题。
(1)实验原理：η= W有用 /W总
=Gh/FS
(2)实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、钩码（2N、0.5N）、棉线、细导线、滑轮(大、小、轴粗糙程度不同)、
(3)设计实验：注意控制变量

3．提醒学生进行实验的注意事项：
a、竖直向上，缓慢拉动测力计，
在拉动过程中，平视读数。
b、及时记录数据，研究同一问题的2个小组可以共同分析数据,总结结论。
c、选派代表，做好展示准备。

4．总结实验结论：
(1)滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物重、绳重有关。
(2)滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、绳子的绕法无关。
(3)同一滑轮组,物重越大，机械效率越高。不同滑轮组，物重一定，动滑轮越重，绳子越重，摩擦越大，机械效率越低。
5．拓展提升：从公式推导的角度理解影响滑轮组的机械效率的因素。
6．学以致用：结合影响滑轮组机械效率的因素，谈一谈日常生活中如何提高滑轮组的机械效率？

7．让学生猜一猜生活中一些常见热机的效率，进一步理解广义的效率。
（1） 蒸汽机的效率：6%~15%
（2） 汽油机的效率：20%~30%
（3） 柴油机的效率：30%~45%
（4） 电动机的效率：70%~80%

1．猜想并进行交流展示。
与G物、G绳、G动、f、h、n有关。

2．设计实验并进行交流展示，完善实验方案。

3．进行实验，收集数据，分析数据，总结本组实验结论，进行交流展示。

4．思考并回答：
（1）增加物体重力
（2）减小机械自重
（3）加润滑油减小摩擦

5．根据生活经验进行猜想。
本环节是一个完整的实验探究环节，发现问题－提出问题－猜想假设－设计实验－进行实验－收集数据－分析数据－总结结论。在这个过程中，学生不仅可以收获知识，提高能力，培养情感、态度、价值观，对学生物理思维和物理方法的培养有着重要的作用。

让学生了解生活中常见热机的效率，为后续学习广义效率奠定基础，同时首尾呼应，激发学生对能源利用效率问题的认识，提高节能减排的环保意识。
小结
四、小结本节课的收获
分享你的收获。
展示自己的收获。
让学生学会进行知识梳理。
板书设计
第三节 机械效率
一、有用功、额外功、总功
二、机械效率：η= W有用 /W总
三、探究：滑轮组的机械效率与哪些因素有关？
1、猜想：与G物、G绳、G动、f、h、n有关。
2、实验原理：η= W有用 /W总=Gh/FS
3、公式推导：η= W有用 /W总= W有用 /（W有用+W额）
4、提高滑轮组的机械效率的方法？
（1）增加物体重力
（2）减小机械自重
（3）加润滑油减小摩擦

12.3《机械效率》学案

一、实验探究:直接提升物体做功,与使用动滑轮提升物体做功相同吗?
G/N
h/m
W直/J
F/N
s/m
W机/J

 1、数据记录:

2、实验结论:                                          。                                                     
二、实验探究:滑轮组的机械效率与哪些因素有关?
 1、猜想:
 2、实验原理:                                                      
 3、实验器材: 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、钩码(2N、0.5N)、棉线、细导线、
滑轮(大、小、轴粗糙程度不同)
 4、进行实验:
 (1)竖直方向,缓慢拉动测力计,在拉动过程中,平视读数。
 (2)及时记录数据,研究同一问题的2个小组共同分析数据,总结结论。
 (3)选派代表,做好展示准备。
 5、数据记录: 
影响
因素
组
G/N
h/m
W直/J
F/N
s/m
W机/J
η

1

2

6、实验结论:                                                                        。