沪科版八年级物理全一册10.5机械效率教案

10.5 机械效率 第 1 课时 认识机械效率 教学目标 【知识与能力】 1．知道有用功、额外功、总功。 2．理解机械效率，会计算机械效率。 教学重难点 【教学重点】 理解机械效率。 【教学难点】 理解机械效率。 课前准备 多媒体课件、动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。 教学过程 一、新课引入 小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三 楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？ 如图所示的三种方法供参考：第 1 种是人直接提着沙子上楼；第 2 种是把沙子放进桶里， 人通过动滑轮把沙子拉上楼；第 3 种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子 拉上楼。 请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。 二、新课教学 探究点一 有用功、额外功和总功 1．结合用动滑轮提升沙子，请同学们观看提沙子过程的视频。思考： (1)在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？ (2)无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？ (3)在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？ 总结：一般来说，机械对外所做的功为有用功，机械克服自身部件的重力和摩擦力所做 的功为额外功，动力对机械所做的功为总功。总功等于有用功与额外功之和。 指出：前面实验中，第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少。 讨论：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功一样吗？(手拉绳 做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗？)怎样探究这个问题？ 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：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： (1)手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？ (2)哪一个做的功多一些？ (3)你认为产生这一现象的原因是什么？ 学生交流讨论后回答： (1)不相等。 (2)手拉绳做的功多。 (3)有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮。 探究点二 机械效率 请同学们自学阅读“什么是机械效率”部分相关内容。 组织学生讨论： (1)机械效率有单位吗？ (2)为什么机械效率没有大于 1 的？ (3)用小数和百分数来表达机械效率，你认为哪种表达更好？ 学生经过讨论回答：机械效率没有单位，总小于 1，用百分数表示。 教师讲述：工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例 越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。 机械效率＝有用功 总功 ×100%； 计算公式：η＝W 有用 W 总 ×100%； 三者之间的关系：W 总＝W 有用＋W 额外。 注意：对于实际机械，总是有额外功存在，η＜1。 三、板书设计 第五节 机械效率 第 1 课时 认识机械效率 一、有用功、额外功、总功 1．有用功：为达到目的必须要做的功。 2．额外功：我们不需要但是又不得不做的功。 3．总功：有用功和额外功的总和。 W 总＝W 有用＋W 额外。 二、机械效率 1．有用功与总功的比值叫作机械效率。 2．η＝W 有用 W 总 ×100%。 四、教学反思 《机械效率》一节主要讲述有用功、额外功、总功 和机械效率等方面的内容。前面我们已经学习了功的基本概念以及功的原理，而引入这 些物理概念的目的就在于要研究机械做功的问题。一谈到机械做功就不得不谈到机械效率的 问题，所以这节课将更多地与我们的实际生活相联系。我在上课时注重与生活实际相联系， 调动学生自主学习的积极性和主动性，激发了学生学习的积极性，教学设计注重体现物理学 的价值，提高学生理论联系实际、解决实际问题能力，在教与学过程中促进学生科学的价值 观和世界观的形成。 第 2 课时 测量机械效率 教学目标 【知识与能力】 1．能设计实验，测定滑轮组机械效率。 2．通过实验知道影响滑轮组机械效率的因素。 教学重难点 【教学重点】 探究滑轮组的机械效率。 【教学难点】 探究滑轮组的机械效率。 课前准备 多媒体课件、动滑轮、定滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。 教学过程 一、新课引入 上节课我们学习了机械效率的基本概念，这节课我们就一起来测量滑轮组的机械效率， 并分析影响滑轮组机械效率的因素。 二、新课教学 探究点 测量滑轮组的机械效率 1．提出问题：滑轮组的机械效率总是一定的吗？利用实验测量时，需要测量哪几个物 理量？怎么计算有用功，怎么计算总功？ 2．猜想：滑轮组的机械效率与哪些因素有关。 物体的重、滑轮的重、绳重、绳与轮间的摩擦、承担物重的绳子段数…… 3．设计实验： 实验目的：利用测力计将安装在滑轮组中的钩码提起(如甲图、乙图所示)，比较同一滑 轮组在不同使用情况下的机械效率。 实验原理：η＝W 有用 W 总 ×100%＝Gh Fs ×100% 器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲乙两个滑轮组、长约 2m 的细绳。 4．进行实验与收集数据： 步骤：①用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G 并填入表格。 ②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。 ③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 值，用刻度尺测出钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s，将这三个量填入表格。 ④算出有用功 W 有用、总功 W 总功、机械效率η并填入表格。 实验 次数 G(N) h(m) W 有用 (J) F(N) s(m) W 总 (J) η 1 2 3 4 5.分析与论证： 分析上表中的数据可以看出： (1)在不同使用情况下，同一滑轮组的机械效率不是一定的。 (2)滑轮组的机械效率小于 1。 归纳总结：同一滑轮组，所提升物体越重，机械效率越高，与滑轮组的绕法无关。 交流讨论：如何提高滑轮组的机械效率？ 讨论后得出： 提高滑轮组的机械效率的主要方法有：尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和 减小滑轮转轴处的摩擦等。 三、板书设计 第 2 课时 测量机械效率 一、如何测量机械效率 二、影响机械效率的因素 四、教学反思 本节课有不足之处，有待改进： 1．在数据分析过程中应给学生再多一点时间，让学生充分进行展示。要求典型测不准 和测很准的小组进行互相交流，通过对比分析，深刻挖掘学生测量、思考中所存在的问题， 规范实验操作，反思实验过程，达到提升认识的目的。 2．对课堂出现的突发情况估计不足，导致课堂上，对于学生实验数据不足的突发事件 处理不灵活，这也是我教学经验不足的表现。课后对突发事件的思考，带给我种种灵感，让 我深刻体会到怎样的程度才是充分备课、备学生。只有充分理解并紧握住实验背后的线索 ——即实验目的，才能很好地面对各种突发事件。