《机械效率》教学设计

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约2630字。

　　教学设计
　　第5节  机械效率
　　课  题 11.5   机械效率 课时数 2
　　设计教师 横中物理组 执行教师  日  期 至
　　教 学 目 标 1.知识与技能：
　　（1）明确机械效率是描述做功效率的物理量。
　　（2）掌握机械效率的概念，会计算某种简单机械的机械效率。
　　（3）能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。
　　2．过程与方法：
　　（1）通过探究使用动滑轮的特点，知道使用机械就要做额外功；
　　（2）通过实验与讨论，认识提高机械效率的主要方法。
　　3．情感、态度与价值观：知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。
　　设 计 思 路 以“利用动滑轮提升重物”为背景，提出问题：动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗？让学生猜测并设计实验来维自己的猜想。学生经过数据分析后发现，动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功，以及它们之间的关系和效率（机械性能的重要标志）的概念。通过理解、运用机械效率解决实际问题，认识到提高机械效率的两种方法：减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题之后，把效率问题延伸到学生的学习和生活中。使学生明白只有提高学习效率才能顺利完成任务。
　　重    点
　　教学策略 重点：机械效率的概念和有关计算
　　策略：通过“探究使用动滑轮的特点”，让学生猜测并动手设计补给来验证自己的猜想。通过结实验的数据分析，发现动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的。进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功的概念。由于额外功的存在，因此使用机械时存在效率问题，然后通过事例分析，再结合学生探究实验帮助学生理解。
　　难    点
　　教学策略 难点：动滑轮的机械效率与哪些因素有关
　　策略：通过对实例的讨论和理论的分析，知道因为额外功的存在，实际的机械效率均小于100%。结合例题帮助学生理解和学会运用公式，提高他们的分析、计算能力和综合运用能力。在理解机械效率的概念和物理意义的基础上，运用公式讨论并结合实验探究，总结出提高机械效率的方法。
　　教学资源 动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线
　　教  学  设  计
　　教 师 活 动 互动与反馈 备     注
　　第一课时
　　一、新课导入
　　1．提出问题：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？
　　2．怎样探究这个问题？
　　二、活动：再探动滑轮
　　1．设计实验方案：用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。
　　2．为了探究上述问题需要测量的物理量是：手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。
　　3．改变钩码的数量，重复上述测量。
　　4．设计表格，将实验数据填入表中。
　　次数 手的拉力F/N 手移动距离s/m 钩码重G/N 钩码上升高度h/m
　　1    
　　2    
　　3    
　　5．分析实验数据：
　　⑴手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？
　　⑵哪一个做的功多一些？
　　⑶你认为产生这一现象的原因是什么？
　　三、关于机械效率的概念
　　1．几个基本概念：
　　有用功W有用：将重物提升一定高度所做的功
　　额外功W额外：克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功
　　总功W总：手的拉力对动滑轮做的功
　　2．三者之间的关系：
　　3．机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。
　　即：   
　　计算公式：   
　　4．注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。
　　第二课时：
　　四、关于机械效率概念的巩固和计算
　　例1．下列关于机械效率的说法正确的是    (    )
　　A. 机械效率可以提高到100％
　　B．机械效率总小于1
　　C．功率大的机械，机械效率高
　　D．机械效率越高，有用功就越多
　　例2．如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ___________ J．    
　　例3．各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同)，产生额外功最多的应是____图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为_____，由此可判断出_______图的机械效率最大。(g取10N/Kg)
　　五、讨论影响机械效率的因素及提高机械效率的方法
　　（1）同一个滑轮或滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高；
　　（2）提起相同的重物，动滑轮越重，或使用动滑轮越多，机械效率越低。
　　六、课堂练习：
　　1．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两
　　次实验，实验数据如下：
　　实验