視頻標(biāo)簽：機(jī)械效率

所屬欄目：初中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章第三節(jié)12.3機(jī)械效率--教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章第三節(jié)機(jī)械效率-石家莊第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校12.3機(jī)械效率--教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版教材12.3《機(jī)械效率》教學(xué)設(shè)計(jì)
思路設(shè)計(jì)：
    本課從“節(jié)能”的角度設(shè)置情境提出問題，引發(fā)學(xué)生的思考；在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析生活中杠桿、滑輪、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械是否省功，讓學(xué)生充分理解有用功、額外功、總功以及機(jī)械效率的含義；然后以解決生活中的實(shí)際問題為背景，讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)一步理解機(jī)械效率的含義，了解滑輪組的機(jī)械效率跟哪些因素有關(guān)，掌握提高滑輪組的機(jī)械效率的方法，并推廣到其他機(jī)械。本節(jié)課的設(shè)計(jì)充分利用了的物理從生活中來(lái)而到生活中去的特點(diǎn)，讓學(xué)生在過程中去分析、學(xué)習(xí)和體會(huì)，達(dá)到掌握知識(shí)，學(xué)習(xí)方法，提高能力，培養(yǎng)情感、態(tài)度和價(jià)值觀的目的。
教材分析：
     機(jī)械效率是衡量機(jī)械性能的一個(gè)重要方面，它體現(xiàn)了機(jī)械對(duì)能量的利用率，與當(dāng)今社會(huì)提出的“節(jié)能環(huán)保”的主題有著緊密的聯(lián)系，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，本節(jié)課就是讓學(xué)生從能量利用的角度理解效率的問題。合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生根本上理解機(jī)械效率的含義，讓學(xué)生更加具體的理解前面學(xué)習(xí)的功和能之間的聯(lián)系，更好的理解九年級(jí)要學(xué)習(xí)的廣義效率。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容由“機(jī)械效率”和“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”兩部分組成，其中對(duì)“機(jī)械效率”概念的理解是本節(jié)課的重點(diǎn)，“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”是本節(jié)的難點(diǎn)。在教學(xué)過程中通過設(shè)置情境，實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)例分析讓學(xué)生理解有用功、額外功和總功，達(dá)到使其真正理解機(jī)械效率含義的目的突出重點(diǎn)；組織學(xué)生以小組為單位經(jīng)歷探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素的全過程，讓他們通過思考、分析、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)等過程突破本節(jié)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，既能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，又能提高他們的各種能力。
學(xué)情分析：
     學(xué)生在前面已經(jīng)對(duì)“簡(jiǎn)單機(jī)械”、“功”和“能”進(jìn)行了學(xué)習(xí)，在日常生活、學(xué)習(xí)中也可以體會(huì)到其他方面的“效率”問題，已經(jīng)具備學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)。所以合理的設(shè)置情境，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，在已有知識(shí)和能力的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案解決問題，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)既有一定的難度，又可以在教師的適時(shí)幫助下經(jīng)過努力合作完成，這樣的課程設(shè)計(jì)可以充分激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓更多的學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，在學(xué)習(xí)的過程中不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和各種能力。
教學(xué)目標(biāo)：
1．知識(shí)與技能
（1）能結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功。
（2）能說(shuō)出機(jī)械效率的含義，知道機(jī)械效率是小于1的。能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
（3）通過實(shí)驗(yàn)了解滑輪組機(jī)械效率的高低與哪些因素有關(guān)。
2. 過程與方法
    通過參與探究動(dòng)滑輪、滑輪組等簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率的活動(dòng)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的方法。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀
    通過對(duì)機(jī)械效率的了解，認(rèn)識(shí)到機(jī)械效率反應(yīng)機(jī)械對(duì)能源的有效利用成分。以滑輪組為例，探究影響機(jī)械效率的因素，提高機(jī)械效率可以緩解能源危機(jī)，有節(jié)約能源的意識(shí)。
教學(xué)重點(diǎn)：
機(jī)械效率概念的理解
教學(xué)難點(diǎn)：
探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素
教學(xué)器材：
彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪（大、小、軸粗糙程度不同）、鉤碼（0.5N、2N）、
細(xì)棉線、導(dǎo)線
教學(xué)過程：

	教學(xué)內(nèi)容	教師活動(dòng)	學(xué)生活動(dòng)	設(shè)計(jì)意圖
引入新課	機(jī)械效率與節(jié)能之間的聯(lián)系	1．提出問題：本周是《節(jié)能宣傳周》，它的主題是什么？ 2．簡(jiǎn)述機(jī)械效率與節(jié)能之間的聯(lián)系引入新課。	認(rèn)識(shí)節(jié)能的重要性，知道機(jī)械效率與節(jié)能之間有緊密的聯(lián)系。	創(chuàng)設(shè)情景，提出問題，引發(fā)學(xué)生的思考。
進(jìn)行新課	一、理解 有用功、額外功、總功的概念	1．提出問題：杠桿、滑輪、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械，它們有的可以省力、有的可以省距離，那么使用這些機(jī)械可以省功嗎？ 2．實(shí)驗(yàn)探究： (1)給出器材，確定實(shí)驗(yàn)探究的問題：直接提升物體，與使用動(dòng)滑輪提升物體，兩次拉力做功的大小是否相同？ (2)設(shè)置問題，給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①這個(gè)實(shí)驗(yàn)怎么做？ ②需要測(cè)量哪些物理量？   G/N h/m W直/J F/N s/m W機(jī)/J  2 0.1 0.2 1.1 0.2 0.22                         3.拓展提升：使用這些機(jī)械省功嗎？                         4.歸納總結(jié)： (1)有用功(W有)：直接對(duì)物體所做的功（工作目的）。 (2)額外功(W額)：由于機(jī)械自重和摩擦等因素影響，而不得不做的功（無(wú)用付出）。 (3)總功(W總)：利用機(jī)械所做的功（實(shí)際付出）。	1．思考并回答：省力、費(fèi)距離、根據(jù)W=FS，所以使用機(jī)械不一定省功。   2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）用手直接將一個(gè)重為G的鉤碼提升h，W=Gh。 （2）通過一個(gè)動(dòng)滑輪，沿豎直方向勻速緩慢提起將一個(gè)重為G的鉤碼提升h，分別測(cè)量繩端拉力F和繩端移動(dòng)的距離S，W=FS。 （3）分組實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，板書展示，分析得出規(guī)律。             3.小組交流并展示： （1）無(wú)論他采取哪種方法都必須做的功是對(duì)物體做的功。 （2）在幾種不同的方法中，不愿做但又不得不做的功分別是克服機(jī)械自重或摩擦。所以，使用這些機(jī)械也不省功。	通過使用動(dòng)滑輪是否省功的實(shí)驗(yàn)探究，可以讓學(xué)生更深刻的理解使用任何機(jī)械都不省功，為有用功、額外功和總功的理解奠定基礎(chǔ)。             通過分析這些機(jī)械是否省功，不僅可以加強(qiáng)對(duì)有用功、額外功、總功的理解，同時(shí)可以鍛煉學(xué)生學(xué)以致用、舉一反三的能力。   準(zhǔn)確給出物理概念
	二、建立機(jī)械效率的概念	1．提出問題：從有用功的角度來(lái)說(shuō)，剛才各組動(dòng)滑輪提升物體中，哪組器材更好？為什么？         2．在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和歸納總結(jié)： 在總功一定時(shí)，人們總希望有用功越多越好，它反映機(jī)械對(duì)能源的有效利用，額外功越少越好，它反映了機(jī)械對(duì)能源的額外消耗。所以在總功中，有用功所占的比例它反映了機(jī)械對(duì)能源有效利用的效率，物理中我們把它佳作機(jī)械效率。 機(jī)械效率就是有用功跟總功的比值，公式：η= W有用 /W總       3．總結(jié)機(jī)械效率的一些特征。 （1）機(jī)械效率沒有單位。 （2）η總是＜1，因?yàn)槭褂脵C(jī)械不省功，W有用＜W總。 (3)生活中η用百分?jǐn)?shù)表示。	1.思考并回答： （1）有用功相同，總功越少越好。 （2）總功相同，有用功越多越好。 （3）有用功在總功中所占的比例越多越好。                         2．各小組計(jì)算本組滑輪組的機(jī)械效率，并進(jìn)行展示。	機(jī)械效率這一概念的生成，建立在實(shí)驗(yàn)探究和能量利用的基礎(chǔ)上，是一個(gè)水到渠成的過程。
	三、實(shí)驗(yàn)探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素	1．設(shè)置情境并提出問題：生活中滑輪組的機(jī)械效率約：50%-70%，如何提高滑輪組的機(jī)械效率？ 2．給出器材和實(shí)驗(yàn)原理，與學(xué)生一起確定各組實(shí)驗(yàn)探究的問題。 (1)實(shí)驗(yàn)原理：η= W有用 /W總               =Gh/FS (2)實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼（2N、0.5N）、棉線、細(xì)導(dǎo)線、滑輪(大、小、軸粗糙程度不同)、 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：注意控制變量     3．提醒學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)：   a、豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)， 在拉動(dòng)過程中，平視讀數(shù)。   b、及時(shí)記錄數(shù)據(jù)，研究同一問題的2個(gè)小組可以共同分析數(shù)據(jù),總結(jié)結(jié)論。   c、選派代表，做好展示準(zhǔn)備。       4．總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： (1)滑輪組的機(jī)械效率與滑輪軸摩擦、動(dòng)滑輪重、物重、繩重有關(guān)。 (2)滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度、繩子的繞法無(wú)關(guān)。 (3)同一滑輪組,物重越大，機(jī)械效率越高。不同滑輪組，物重一定，動(dòng)滑輪越重，繩子越重，摩擦越大，機(jī)械效率越低。 5．拓展提升：從公式推導(dǎo)的角度理解影響滑輪組的機(jī)械效率的因素。 6．學(xué)以致用：結(jié)合影響滑輪組機(jī)械效率的因素，談一談日常生活中如何提高滑輪組的機(jī)械效率？   7．讓學(xué)生猜一猜生活中一些常見熱機(jī)的效率，進(jìn)一步理解廣義的效率。 （1）蒸汽機(jī)的效率：6%~15% （2）汽油機(jī)的效率：20%~30% （3）柴油機(jī)的效率：30%~45% （4）電動(dòng)機(jī)的效率：70%~80%	1．猜想并進(jìn)行交流展示。 與G物、G繩、G動(dòng)、f、h、n有關(guān)。                   2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行交流展示，完善實(shí)驗(yàn)方案。                 3．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，總結(jié)本組實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)行交流展示。                           4．思考并回答： （1）增加物體重力    （2）減小機(jī)械自重 （3）加潤(rùn)滑油減小摩擦   5．根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想。	本環(huán)節(jié)是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題－提出問題－猜想假設(shè)－設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)－進(jìn)行實(shí)驗(yàn)－收集數(shù)據(jù)－分析數(shù)據(jù)－總結(jié)結(jié)論。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅可以收獲知識(shí)，提高能力，培養(yǎng)情感、態(tài)度、價(jià)值觀，對(duì)學(xué)生物理思維和物理方法的培養(yǎng)有著重要的作用。                                 讓學(xué)生了解生活中常見熱機(jī)的效率，為后續(xù)學(xué)習(xí)廣義效率奠定基礎(chǔ)，同時(shí)首尾呼應(yīng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)能源利用效率問題的認(rèn)識(shí)，提高節(jié)能減排的環(huán)保意識(shí)。
小結(jié)	四、小結(jié)本節(jié)課的收獲	分享你的收獲。	展示自己的收獲。	讓學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)行知識(shí)梳理。
板書設(shè)計(jì)	第三節(jié)  機(jī)械效率 一、有用功、額外功、總功 二、機(jī)械效率：η= W有用 /W總 三、探究：滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？  1、猜想：與G物、G繩、G動(dòng)、f、h、n有關(guān)。  2、實(shí)驗(yàn)原理：η= W有用 /W總=Gh/FS  3、公式推導(dǎo)：η= W有用 /W總= W有用 /（W有用+W額）  4、提高滑輪組的機(jī)械效率的方法？ （1）增加物體重力    （2）減小機(jī)械自重 （3）加潤(rùn)滑油減小摩擦

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12.3《機(jī)械效率》學(xué)案
 
一、實(shí)驗(yàn)探究:直接提升物體做功,與使用動(dòng)滑輪提升物體做功相同嗎?

G/N	h/m	W直/J	F/N	s/m	W機(jī)/J

 1、數(shù)據(jù)記錄:
 
 
 
 
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:                                          。                                                     
二、實(shí)驗(yàn)探究:滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)?
 1、猜想:
 2、實(shí)驗(yàn)原理:                                                      
 3、實(shí)驗(yàn)器材: 彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼(2N、0.5N)、棉線、細(xì)導(dǎo)線、
滑輪(大、小、軸粗糙程度不同)
 4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
 (1)豎直方向,緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì),在拉動(dòng)過程中,平視讀數(shù)。
 (2)及時(shí)記錄數(shù)據(jù),研究同一問題的2個(gè)小組共同分析數(shù)據(jù),總結(jié)結(jié)論。
 (3)選派代表,做好展示準(zhǔn)備。
 5、數(shù)據(jù)記錄: 

影響 因素	組	G/N	h/m	W直/J	F/N	s/m	W機(jī)/J	η
	1
	2

 
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:                                                                        。 

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