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机械效率教案及反思(新人教版八年级物理下册)

时间:2018-05-20 11:34:10作者:佚名教案来源:网络
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《机械效率》教学设计
【教材分析】
《机械效率》一节主要讲述有用功、额外功、总功与机械效率及测滑轮组的机械效率等方面的内容。初学“机械效率”,往往对这些概 念陌生难懂,因此应通过分析阐述,帮助学生理解机械效率的物理含义,认识机械效率的高低是反映机械性能优劣的重要指标之一。通过剖析额外功产生的原因,从而了解提高机械效率的办法和途径,突破掌握这一概念的难点。
【教学目标】
知识与技能:能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功,理解什么是机械效率。
过程与方法:通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
情感态度与价值观:在实验中培养合作精神,养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。
教学重点】理解机械效率。
教学难点】探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素。
【教学关键】讲清机械效率概念且通过探究活动进一步理解这一物理量
【教学资源】摩擦较大的木板、木块、垫块、弹簧测力计、刻度尺、 多媒体教学课件
【教学方法】实验探究法 讨论法
【教学过程】
一、新课引入
1、知识回顾
(1)、功的计算式是 什么?
(2)、你如何理解功的原理?
2、例:通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物,使重物提高2米。(1)拉力做多少功?(2)如用手直接提起做功多少?
    解(1)拉力做的功是:                                                                                                  
            S=2h=2×2m=4m
(2)如用手直接提起做的功是:
          W手=Gh=100N×2m=200J
W机械=FS=60N×4m=24 0J
为什么利用机械做的功大于直接用手做的功呢 ?
(学生思考回答)
二、新课教学
1、想想议议:
 
你会选哪种方法呢?
(学生交流讨论)
师生共同探讨三种方式做功情况:
方式一人提沙子做的功有:1、对砂子做功;2、对桶做功;3、克服人自重做功
方式二人拉滑轮做的功有:1、对砂子做功;2、对桶做功;3、对动滑轮做功
方式三人拉滑轮做的功有:1、对砂子做功;2、对口袋做功;3、对 动滑轮做功
2、对三种方式进行综合分析可得:有用功、额外功、总功
有用功W有 用――对人们有用的功(人们为达到目的而做的功或为完成目的不用机械直接用手做的功)
额外功W额外――没有价值但又不得不做的功
总功W总 ――有用功与额外功的总和,即人对机械做的功或动力 做的功,W总 = W有用 + W额外。
3、牛刀小试― ―巩固新知
(1)、一个人用水桶从井里打水,有用功是什 么?额外功是什么?若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么?额外功又是什么?
(2)、使用下面的滑轮组,用力匀速拉动物体水平移动一段距离,有用功是什么?总功是什么?
使用滑轮组的目的是拉动物体水平移动,所以克服物体与地面的摩擦力做功是 有用功。
(3)、某斜面长为S,高为h,有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速拉至顶端。若物体所受阻力为f,则此时的有用功为 Gh ,总功为 FS ,额外功为 f S 。(图形见课件)
4、请你计算出三种方式中有用功和额外功分别是多少吗?
师生共同分析:
三个活动中的有用功都是对沙子做的功,即
W有用=Gh=100N x 6m=600J
活动1:额外功是对人和桶做的功,即
W额外= W人+ W桶= G人h+ G桶h=(400+20)N x 6m=2520J
活动2:额外功是对动滑轮和桶做的功,即
W额外= W动+ W桶= (G动+ G桶)h=(10+20)N x 6m=180J
活动3:额外功是对动滑轮和袋做的功,即
W额外= W动+ W袋= (G动+ G袋)h=(10+5)N x 6m=90J
哪你希望额外功多些还是少些呢?为什么?
 1 2 3
有用功(J) 600 600 600
额外功(J) 2520 180 90
总  功(J) (3120) (780) (69 0)
有用功跟总功的比值 (19.2%) (76.9%) (87.0%)
学生计算填表
师:用哪种方法较好呢?
生:第三种方法较好,效率高
5、机械效率
(1)、定义:有用功与总功的比值叫机械效率.
(2)、表达式:  η= w有用 / w总   (通常用百分数来表示)
讨论:有没有机械效率为100%的机械?为什么?
      没有!因为使用任何机械时都有额外功,从而使得有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。
例:一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?
解:已知:G = 3600N    h = 4m   W额外 = 9600J
    求  : W有用、 W总 和 η 
使用起重机的目的是提升物体,因而克服物体重力所做的功即为有用功:  
W有用=FS=Gh =3600N×4m=1.44×104J
起重机做的 总功为:
W总=W有用+W额外=1.44×104J+9600J=2.4×104J
因此,起重机的机械效率为:
η=W有用/W总 = 1.44×104J÷2.4×104J=60%
(关键:弄清使用机械的目的是什么,为完成这个目的做的功才是有用功。)
6、小常识:一些机械的机械效率:
滑轮组:50%-70%         起重机:40%-50% 
抽水机:60%-80%         柴油机:28%-40%
提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义,该如何提高机械效率呢?
(请同学们课下查资料探究一下)
7、探究――斜面的机械效率
(1)、提出猜想:
斜面的机械效率可能和(           ?         )有关。
(2)、参考器材:
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
(3)、探究过程:
⑴组装器材
⑵进行实验(如何改变斜面的倾斜程度)
⑶分析数据,得到结论
⑷实验装置:(见课件 )
注意事项:1、控制变量法  2、匀速直线运动
W有用=Gh    W总 = FS
(4)、记录表格:
斜面倾斜程度 木块重量
G/N 斜面高度
h/m 拉力
F/N 斜面长
s/m 有用功
W有用/J 总功
W总/J 机械效率

较缓       
较陡       
很陡       
已知:G = 1.6N    S = 40cm    h0 = 3cm
计算公式:η= W有用/ W总=Gh/FS ×100%
(学生实验并完成表格)
结论:斜面越陡,越不省力,机械效率越高。
(5)理论推导:
(F与斜面的光滑程度有关)
(6)影响斜面机械效率的因素有两点: 1、斜面的坡度,斜面越陡,机械效率越高 2、斜面的光滑程度,斜面越光滑,机械效率越高
(思考题:在斜面问题中能否通过实验的方法测出物体受到的摩擦力?请同学们课后探究一下)
【课堂小结】:
1、有用功、额外功、总功
2、机械效率
3、斜面的机械效率与坡度和光滑程度有关
【当堂检测】
一、判断:下面说法中是否正确
1.  做功多的机械,机械效率高。×
2.做总功越多,机械效率越低。×
3.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高。√
4.做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高。√
5.用不同的滑轮组,做 的有用功相同时,机械效   率一定相同。×
6.因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。√
7.做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高。×
8.有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高。√
9、机械效率高的机械越省功。×
10、机械效率高的机械有用功占总功比值大。√
二、选择题:已知甲机器的机械效率是65%,乙机器的机械效率是80%,那么下列说法中正确的是 [ D ]
   A.甲机器一定比乙机器省力   B.甲机器一定比乙机器省距离
   C.甲机器做的有用功一定比乙机器多  D.以上说法都不对
【板书设计】

第二节  机械效率
                                        

 

教学反思
本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学,教学力求以学生的发展为本,努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境,倡导课程不只是知识的载体,也是教师和学生共同 探求新知识的过程,教学不只是单纯的教与学,而是师生共同寻求发展的过程。开始的教学设计是忽略了实际中的摩擦和绳重,让同学们根据教师给出的数据计算有用功和额外功,结果导致学生形成思维定势,认为总功必须由有用功和额外功之和计算得来。因此,我将这一环节设计为实验,让同学们通过实验数据的分析和计算,得出有用功、额外功、总功的定义,加深对概念的理解,取得了较好的课堂效果。学生兴趣浓厚,情绪高涨,思维非常活跃,想法独特,在相互讨论中碰撞出智慧的火花,极大调动了参与课堂的热情,使所有的学生都积极参与到课堂中来,课堂上注重了进行情感、态度、价值观的教育。但是,这样的设计也给课堂带来了压力,时间显得有些紧张,课堂小结很仓促,因此在课堂教学节奏的把握上还需要下功夫。

 

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