《機械效率》教學(xué)設(shè)計
一、教材分析
1、本節(jié)內(nèi)容不僅屬于《機械與人》章節(jié)的重點重要內(nèi)容，同時也是整個八年級（初二）物理學(xué)習(xí)的集大成章節(jié)。其內(nèi)容包含本章節(jié)機械功能特點、功、功率等相關(guān)知識，還囊括了多種受力分析、判斷和物體運動、平衡等眾多知識。可以這樣說，本節(jié)內(nèi)容基本上把一本書大部分知識都融匯交織于此。因此不僅是一堂新課，而且還是一堂涵蓋面非常廣的總結(jié)課，當(dāng)然也是一堂很具有難度的挑戰(zhàn)課。
2、本節(jié)課不僅學(xué)習(xí)新的物理概念“機械效率”，能夠?qū)τ跈C械效率進行分析和計算，而且還需要讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)和生活當(dāng)中真正的理解”效率”的切實意義，能夠在生產(chǎn)實際中解決實際問題，達到人文和科學(xué)的高度結(jié)合。
3、本節(jié)內(nèi)容基本上可以認為是8年級物理學(xué)習(xí)一年以來的收關(guān)之課，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)能夠把學(xué)生對于物理學(xué)科的認識和理解水平提升一定的層次和高度。
4、本節(jié)教學(xué)不能停留在簡單的理論分析上，更重要的是結(jié)合實驗讓學(xué)生真切的理解機械效率的意義。考驗學(xué)生的實驗探究，創(chuàng)造性、歸納總結(jié)、團隊合作等多方面的能力。
二、學(xué)生分析
通過一年以來的學(xué)習(xí)，同學(xué)們儲備了一定量的物理基本知識，掌握了一定的物理學(xué)習(xí)方法和具有一定的實驗、實踐方法和能力。大部分同學(xué)能夠適應(yīng)本節(jié)課的基本要求，同時也應(yīng)當(dāng)主意少數(shù)同學(xué)學(xué)習(xí)能力不足的現(xiàn)象。所以本節(jié)課的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：
1、少一些高難度的理論分析和復(fù)雜的多步驟計算，盡量把抽象的知識生活化和形象化，讓學(xué)生通過生活來理解知識，同時利用知識來解釋、指導(dǎo)生產(chǎn)、生活。
2、適當(dāng)?shù)奶荻群推露龋疹櫜煌瑢W(xué)習(xí)能力層次的同學(xué)，讓所有同學(xué)都能夠參與學(xué)習(xí)和思考，有收獲。
3、讓學(xué)習(xí)走向生活，給學(xué)生預(yù)留一定的不同難度的課后實踐探究問題，培養(yǎng)實踐能力。
4、引導(dǎo)學(xué)生進行總結(jié)和反思，提升知識和能力的高度。
5、根據(jù)本地學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況，本節(jié)內(nèi)容分為兩部分，兩個教學(xué)時進行。第一部分讓學(xué)生通過簡單的實驗理解機械效率，能夠?qū)ο嚓P(guān)問題進行分析和計算，達到對機械效率的切實理解，掌握實驗探究各種機械效率的方法，為下一節(jié)實踐探究各種機械效率做好充分準(zhǔn)備。第二部分為實踐探究課，同學(xué)們應(yīng)用上節(jié)所掌握的知識和方法及要求探究不同機械在多種情況之下的機械效率，并且進行歸納總結(jié)，加深對機械效率的認識理解，同時能夠利用所掌握和發(fā)現(xiàn)的知識去解決生產(chǎn)生活的實際問題。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、知識和技能目標(biāo)
①理解有用功，額外功，總功，以及三者之間的區(qū)別、聯(lián)系等關(guān)系。
②掌握機械效率的意義和計算方法。
③掌握通過實驗、實踐探究、測量和分析計算各種機械的機械效率的方法。
2、過程和方法目標(biāo)
通過實驗采集數(shù)據(jù)和分析，初步形象的理解機械效率，然后能夠在理論分析的層次更加深入透徹的理解機械效率以及影響機械效率的各種因素。并且最終能夠從理論走向生活和生產(chǎn)。
3、情感和態(tài)度目標(biāo)：
培養(yǎng)學(xué)生合作的團隊精神，實事求是的科學(xué)態(tài)度以及理論實踐相結(jié)合，主動探究尋求真理的科學(xué)精神。
四、重難點：
重點：通過實驗探究初步理解機械效率，能夠進行簡單的計算分析。
難點：對機械效率深入分析，掌握機械效率的影響因素，能夠區(qū)分功、功率、機械效率等容易混淆的概念和意識。掌握實驗探究機械效率的基本方法。
五、教學(xué)設(shè)備和教輔工具
多媒體投影儀、 滑輪、細線、彈簧測力計、鐵架臺、鉤碼等
六、設(shè)計思想
本堂課應(yīng)該有以下幾點突出表現(xiàn)：
1、教師成為學(xué)生們學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，巧妙和高效的引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，不應(yīng)該成為知識的灌輸者，甚至教師要學(xué)會裝“不懂”讓學(xué)生教老師，體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的能力。
2、實驗、實踐和理論相結(jié)合，首先由生活發(fā)現(xiàn)問題，通過實驗探究歸納總結(jié)，解決問題。然后上升到高層次的`理論分析，最后又回歸到生產(chǎn)生活中。切實的體現(xiàn)物理科技知識教育的價值和意義。
3、師生之間具有良好的互動，教師能夠切實的掌握學(xué)生對于知識和能力的把握程度，能夠隨機應(yīng)變，及時調(diào)整教學(xué)方式及內(nèi)容。
4、巧妙鋪墊，預(yù)留學(xué)習(xí)內(nèi)容，為下節(jié)實驗探究做好充分的準(zhǔn)備。
七、教學(xué)流程
1、學(xué)生課前預(yù)習(xí)
2、課堂用簡明、形象的問題引入新課題
3、實驗探究，歸納總結(jié)
4、小習(xí)題訓(xùn)練，檢查知識掌握程度
5、對機械效率深層次，高高度的理論分析，掌握測量機械效率的基本方法
6、安排課后作業(yè)，以及下節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容
7、總結(jié)
八、教學(xué)詳細環(huán)節(jié)以及學(xué)生活動
（一）引入新課，簡單的知識構(gòu)建
1、讓學(xué)生選擇搬運磚塊的方式引入新課
學(xué)生活動：抽點學(xué)生回答，讓其說明理由
2、分析有用功、額外功、總功
有用功：為了達到目的必須做的功
額外功：為了達到目的，不得不克服其他阻礙因素所做的功
總功：使用機械時所做的功，等于有用功和額外功的總和
學(xué)生活動：教師引導(dǎo)示例，利用多媒體展示圖片，學(xué)生分析運送磚頭時的有用功，額外功、總功。
引導(dǎo)學(xué)生分析：在實際使用機械的時候，總功總是大于有用功，不得不做額外功。
3、引導(dǎo)分析機械效率
分析引入原因
①定義：有用功和總功的比值
②表達式：
③說明：<1>: 數(shù)值用百分數(shù)表示，沒有單位
學(xué)生活動：翻看書本，找出答案回答。并且對知識點加強記憶。
（二）實驗探究，切實體驗實際，測量滑輪組的機械效率。
1、向提問如何進行實驗體驗和測量滑輪組機械效率機械
學(xué)生活動：思考，討論和回答，教師引導(dǎo)
2、學(xué)生分組實驗，采集數(shù)據(jù)，分析計算，并且把各組數(shù)據(jù)公布于黑板之上。教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，進行評估。
后來改為觀看我所做的實驗視頻
（三）課本例題分析處理，明確規(guī)范解題格式、方法和要求。
學(xué)生活動：抽點學(xué)生分析題目，講解思路。強化解題格式。
（四）深層次的分析理解機械效率
1、公式的變形應(yīng)用，配置一道小型的練習(xí)題。
練習(xí)1、已知某工地上滑輪組的機械效率是85%，要把質(zhì)量為200千克的磚塊提升10米，則滑輪組自由端拉力應(yīng)該做多少功？
學(xué)生活動：思考，回答，練習(xí)，記憶強化。
2、機械效率 與有用功，額外功、總功的關(guān)系
學(xué)生活動：討論效率大越大，則說明機械所做的有用功越多？
機械效率大小跟所做的各種功大小沒有任何必然的關(guān)系，只說明有用功在總功當(dāng)中的比例、份額。當(dāng)控制變量時，討論相互之間大小關(guān)系。
3、討論思考：機械效率的范圍
機械效率小于1，所以各種機械可以按照我們需求省力或者省距離，但是絕對不省功。
4、討論思考：機械效率與功率的區(qū)別，能否說機械效率越大，則功率越大，或者說功率越大，效率越大？
兩者從不同的角度來描述機械的性能
5討論回答：如何提高機械效率？
當(dāng)有用功一定時，盡量減少額外功（減小總功）提升相同質(zhì)量的磚頭一定高度
當(dāng)額外功一定時，盡量增加有用功
同一個滑輪組提升重物，盡量增加重物質(zhì)量，好比打的包車，盡量多座人
當(dāng)總功一定時，減小額外功
電動機提升重物時，盡量減少附載物
6實際操作中如何提高機械效率：
減小摩擦，給滑輪組添加潤滑油等
減少、減輕附載物
組合機械越多，效率越低！
（五）、觀看實際生產(chǎn)生活中機械的使用，掌握選擇機械的方法
（六）、簡單習(xí)題訓(xùn)練，檢測知識掌握程度。
①下列關(guān)于機械效率的說法，正確的是（ ）
A.越省力的機械，機械效率越高
B.減小額外功，可以提高機械效率
C.機械效率越大，功率也越大
D.額外功越大，機械效率越小
②為了提高機械效率，下列各種措施中有效地是（ ）
A.有用功一定，增大總功
B.總共一定，增大額外功
C.有用功一定，減小額外功
D.額外功一定，減小總功
③甲乙兩臺機器，甲的機械效率是85%，乙的機械效率是60%，則（ ）
A.相等的時間內(nèi)，甲機器所做的功多
B.做同樣多的功，甲機器花的時間少
C.甲機器比乙機器省力
D.上述說法都不對
④一滑輪組，不記繩重和摩擦，用它來提升一重為G的貨物時，其機械效率為80%。若用該滑輪組來提升一重為2G的貨物時，其機械效率（ ）
A.大于80%
B.等于80%
C.小于80%
D.無法確定
（七）總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)如何對待生活學(xué)習(xí)。多，快、好、省。
（八）安排下節(jié)教學(xué)內(nèi)容，安排課后作業(yè)。
下節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容預(yù)告及安排：
1.實踐探究同一滑輪組機械效率是否恒定、
2.探究斜面的機械效率的影響因素
要求：提出自己的猜想，別且根據(jù)猜想設(shè)計可行的實驗驗證方法，提前設(shè)計好數(shù)據(jù)采集表格。
九、課后作業(yè)：
1．用一個動滑輪把重為1000 N的物體提高2 ，所用的力是550 N，則有用功為_____，總功為_____，這個滑輪組的機械效率為_____，動滑輪的重力_____N（不計繩重及摩擦）
2．如圖1所示，用此裝置拉一重為100 N的重物，使其在地面上做勻速直線運動，若不計滑輪重和摩擦，所需拉力為8 N，則物體與地面間的摩擦力為_____N。實際此裝置的機械效率為80%，欲使物體以0.6 /s的速度沿水平地面前進，那么實際拉力為_____N，拉力在 5 s內(nèi)做的功為_____。
3.用500 N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8 時，可將滑輪組懸掛的重為1500 N的物體勻速提高2 ，則額外功占總功的百分比是 [ ]
A．25％
B．75％
C．15％
D．85％
4.一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比較[ ]?
A.總功不變，有用功增加了
B.總功不變，額外功減小了?
C.有用功不變，總功減小了
D.以上說法都不對?
5.起重機在1 in內(nèi)能把5.0×104 N的物體勻速提高30 ，它的機械效率是60%，在 1 in內(nèi)，起重機所做的有用功為多少？所做的總功為多少？總功率是多少W？
6、用滑輪勻速提升360 N的物體，假若滑輪組的機械效率為80％，繩子所能承受的最大拉力為100 N，考慮既省力又方便，問：此滑輪組應(yīng)由幾個定滑輪幾個動滑輪組成？實際拉繩的力多大？
十、板書設(shè)計：
機械效率
1、有用功：
2、額外功：
3、總功：
4、機械效率：
①定義：
②表達式：
③理解、強調(diào)：
練習(xí)題分析，作圖，說明，草稿等
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