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1、第五节机 械 效 率 【教学目标】知识与技能1.能结合实例认识有用功、额外功和总功。2.理解机械效率的概念,并能计算简单机械的效率。过程与方法通过实验体验、数据分析,加深对有用功、额外功、总功的理解,培养学生设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论的科学素养。情感态度与价值观1.在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力。2.培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣。3.密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活的科学态度。【重点难点】重点:理解机械效率概念,通过实验探究发现提高机械效率的方法。难点:理解机械效率的概念。【教学准备】教师准备:多媒体课件、滑轮(三个,有一个较重)、钩码
2、(200 g两个)、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺、斜面、垫木、毛巾、重物、弹簧测力计、刻度尺。学生准备:学案、滑轮(三个,有一个较重)、钩码(200 g两个)、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺。【教学设计】教学过程:一、引入有用功、额外功、总功提出问题:我们学校旁有一座私人住宅正在建造中,现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看,有哪些方法,可以把砂子运上去?在投影仪上映出下图:学生讨论:讨论后汇报。教师讲述:我们可以有许多办法将砂子运上楼。如:可以把砂子装在桶里或装在袋子里,人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。现在我们选取其中的一种做个
3、模拟实验,请大家讨论。(电脑模拟动画图)这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图,请观察和思考:1.几段绳子承担物体和滑轮的总重?2.砂子升高h,绳子末端移动的距离s是多少?3.把100 N重的砂子运上6 m高的楼上,需要做多少功?4.通过滑轮组,绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去,实际做了多少功?5.想一想,这两个功为什么不相等?在投影仪上映出学生讨论的结果。问题:提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去,还要对桶和动滑轮做功;另外绳和滑轮之间还有摩擦,也需要做功。讲述:我们的目的是把砂子运上楼,所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上,无论采取哪种方法都必须做的功,这是有用的功。用滑轮组将砂子运
4、上去,在完成运砂子的同时,还不得不对桶和动滑轮也做了功,此外还要克服各种摩擦做功,这部分对砂子提上楼没有用,但又不得不做的功,是额外功。板书:(一)有用功、额外功、总功有用功:在工作时,对人们有用的功。额外功:在工作时,对于额外负担所不得不做的功。总功:有用功与额外功的和。反馈:用桶从井中提水的时候,对做的功是有用功,对做的功是额外功。如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来的桶带有一些水,这时对桶做的功是功,对水做的功是功。二、引入机械效率1.学生分组实验(共20个小组,分2个内容,每10个小组做1个内容,2个实验并进)测定:把重G=1.5 N的木块,提高到h=0.2 m的高度时,通过一定一动滑
5、轮组所做的有用功、总功。通过两定两动滑轮组所做的有用功、总功。每个实验的记录结果选12组,在投影仪上映出进行分析。2.讨论与分析:(1)有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功?(没有)(2)使用不同的简单机械做功,完成相同的有用功时,所做的总功是否相同?这说明什么?(不同)(这说明额外功不同)(3)额外功在总功中占的比例越多越好,还是越少越好?(越少越好)问题:一定的总功中,额外功少意味着什么?讲述:有用功多。教师:在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中,有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量, 叫作机械效率。板书:(二)机械效率的定义有用功跟总功的比值叫作机械效率。板书:(三
6、)机械效率的公式:=100%反馈:1.计算课本例题中动滑轮的机械效率。2.计算学生分组实验中所用的简单机械效率。教师:由计算结果推知。板书:(四)机械效率是个百分数,一定小于100%,没有单位。【课堂小结】教师:以上我们讨论了机械的效率,其实在日常的生产、生活中,“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会,是讲效率的社会,时时、事事、处处都要求高效率,以尽可能少地消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中,也应注意学习的效率,特别是提高45分钟的课堂效率,这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。【布置作业】P205 作业 1、2、3、4【教学板书】第五节机
7、 械 效 率(一)有用功、额外功、总功有用功:在工作时,对人们有用的功。额外功:在工作时,对于额外负担所不得不做的功。总功:有用功与额外功的和。(二)机械效率的定义有用功跟总功的比值叫作机械效率。(三)机械效率的公式:=100%(四)机械效率是个百分数,一定小于100%,没有单位。【教学反思】机械效率这节对于老师和学生来说都是比较头疼的。首先学生对有用功、额外功和总功的含义不能理解,对公式的代入搭配也出现混淆。如果带学生分析相关例题,还能接受。可一旦要学生自己做相关习题,就怎么也弄不明白。为什么提重物的功是有用功,拉绳子的功就是总功呢?看着同学们疑惑的目光,老师也感到很吃力!为了突破这个难点,
8、在一开始先借助在吃桃时我们吃的是外面的果肉,而桃核对我们来说是无用的,然后举例:端着碗喝稀饭时对碗和对稀饭做的功哪部分是有用的,哪部分是无用的。然后引出有用功、额外功、总功,并强调找有用功时一定要看我们的目的是什么,对我们有用的就是有用功,对我们没有用又不得不做的功叫作额外功,有用功和额外功的总和就是总功。这样用生活中的例子,更贴进学生的实际,降低了学生的理解难度。学生就容易接受。然后通过几个实例比如用桶在井里提水时有用功是哪一部分,当桶掉到水里我们要把它捞上来时有用功又是哪一部分,两次虽然都是提水和水桶,但是目的不同有用功部分也不一样,帮助学生巩固三个基本概念,学生理解的还不错。但是机械效率问题也是一个难点,通过做题发现很多同学把机械效率和功率混为一谈,在计算机械效率时,对于有用功和总功的计算应用太机械,不会灵活变通,还需要在遇到相应的题目时对这部分进行扩展。
