初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率第2课时教学设计

这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率第2课时教学设计，共10页。教案主要包含了导入新课，进行新课，学以致用，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

通过测滑轮组的机械效率，加深对机械效率的理解．让学生自己通过探究，进一步了解影响滑轮组的机械效率大小的因素，找出提高滑轮组的机械效率的方法，认识提高滑轮组的机械效率的实际意义，增强合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感．
从组装滑轮组到测出各个物理量，要进行的活动和记录的数据都较多．它对学生的实验操作能力、思维能力的要求都比较高，所以教师要做好充分的课前准备，并在课上充分发挥学生独立实验的能力．
本节课的教学目的在于让学生练习组装滑轮组和学会测滑轮组的机械效率．学生在操作的过程中，移动距离的测量和移动过程中测力计示数的读取是比较困难的．
知识与技能
1．通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识．
2．学会测滑轮组的机械效率．
过程与方法
1．通过参与测滑轮组机械效率的实验过程，提高学生的实验能力．
2．通过对实验数据的分析与处理，使学生进一步掌握处理实验数据的方法．
情感、态度与价值观
1．在实验操作过程中培养学生严谨的科学态度．
2．通过实验活动，使学生认识交流与合作的重要性．
重点：1.滑轮组的绕线组装．
2．会计算滑轮组的机械效率η.
难点：重物上升的距离和绳子自由端所通过距离的测定，理解两者的关系．
2课时(第2课时)
实验法、探究法、讨论法．
滑轮、钩码、细线、直尺、支架、弹簧测力计、木块、木板、小车、多媒体课件等．
课前3分钟，学生自主阅读课本P87—P88内容并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．
一、导入新课
复习提问：
1．什么叫机械效率？
2．机械效率的公式是什么？
学生思考并回答：
1．有用功跟总功的比值叫做机械效率．
2．机械效率的公式：η＝eq \f(W有,W总)
(设计意图：通过复习旧知识引入新课，自然进入新课学习．)
二、进行新课
(一)测量滑轮组的机械效率
学生分组实验一：测量滑轮组的机械效率．
【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？怎样计算有用功？怎样计算总功？
【猜想假设】滑轮组的机械效率与哪些因素有关．
物体的重、滑轮重、绳重、绳与轮间的摩擦、承担物重的绳子段数……
【设计实验】
实验目的：利用测力计将安装在滑轮组中的钩码(或重物)提起，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＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(Gh,Fs).
师生探讨实验方案，明确实验思路：按上图所示的方式组装好滑轮组，并使用该滑轮组分别将甲、乙重物提起，再将两次实验数据填写在下表中，进而比较两次测算的机械效率是否相等．
教师展示实验器材：刻度尺、钩码(0.5 kg)、弹簧测力计、铁架台、滑轮、长约2 m的细绳．
学生设计实验数据记录表格：
教师强调实验注意事项：用滑轮组提升重物的过程中，不管是匀速拉动还是加速拉动绳子，对拉力大小都有影响，绳子是竖直拉还是斜拉，拉力大小也不同，因此在实验过程中要匀速拉动弹簧测力计竖直向上运动．
【进行实验】
(1)按图所示，把滑轮组安装好，记下钩码和弹簧测力计的位置；
(2)匀速拉动弹簧测力计，使重物(钩码)升高，从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出重物(钩码)上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，填入记录表格；
(3)计算出W有、W总、机械效率η并填入表中；
(4)换重物乙重复上面的实验．
记录实验数据并计算整理．
【分析论证与实验结论】
分析实验数据，展示实验结果，总结实验结论．
同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高．
【交流评估】回顾实验过程，在探究中运用了哪些研究问题的科学方法？实验设计有哪些地方不合理？操作中有哪些失误？从实验中你还有什么新发现？
公式推导：η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(Gh,Fs)＝eq \f(G,Fn)，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
(设计意图：培养学生的动手能力和对实验数据的分析与处理能力．)
【对点训练】
下图为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1 N.
(1)实验时要竖直向上________拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为________N．若弹簧测力计向上移动15 cm，则钩码上升的高度为________cm，该滑轮组的机械效率为________；
(2)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)．
【答案】(1)匀速 1.2 5 83.3% (2)增大
【知识拓展】
教师利用多媒体展示：科学世界机械发展史．
纽科门蒸汽机最初的机械效率只有1%
师生共同归纳总结：
1．提高机械效率的方法：改进机械结构，使它更合理、更轻巧；经常保养，按时润滑，以减小摩擦．
2．旧汽车与新汽车相比，旧汽车机械效率低，当做一样多的有用功时，旧汽车比新汽车耗油多，排出的尾气也多．
(设计意图：了解机械发展史，了解提高机械效率的意义．)
(二)探究影响斜面机械效率的因素
学生分组实验二：探究影响斜面机械效率的因素．
【制订计划与设计实验】在影响机械效率的许多因素中，摩擦是一个重要因素．例如：把物体拉上斜面时，就要克服物体与斜面之间的摩擦做额外功．做实验时，应该选择光滑程度一样的斜面，如图所示，用弹簧测力计匀速拉动小车运动，比较斜面的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同．
【实验步骤】①将木板用一木块垫起，使其倾斜程度较小，用弹簧测力计沿斜面将小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，记下小车移动的距离s，并测出斜面的高度h，拉力F.
②改变木板一端垫起的高度两次，使斜面较陡，重复实验过程①.
【实验记录】将数据记录在下表中，并计算后填入相关值．
【分析论证】①从表中数据可以看出，斜面的机械效率和斜面的倾斜程度有关．
②用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车向上运动时，要克服摩擦力做功，因此斜面的机械效率不高．
③对于斜面来说，W有＝Gh，W总＝Fs，η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(Gh,Fs)<1.
④对于理想斜面，不存在摩擦，η＝100%，Gh＝Fs.
【得出结论】斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越倾斜，机械效率越高．
实验注意问题：
①拉动小车沿斜面向上运动时拉力要沿着斜面．
②拉动小车时要使小车做匀速直线运动．
(设计意图：使学生了解影响斜面机械效率的因素，培养学生动手操作能力．)
【对点训练】
如图所示的两种简单机械分别将重为G的物体提升，图中的拉力相等，比较它们的机械效率，则( )
A．斜面的机械效率高
B．滑轮组的机械效率高
C．它们的机械效率相同
D．条件不足，无法判断
【答案】B
三、学以致用
1．如图所示，有一斜面长为L、高为h，现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为Ff，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A．η＝eq \f(Gh,FfL)
B．η＝eq \f(Gh,F－FfL)
C．η＝eq \f(Gh,F＋FfL)
D．η＝eq \f(Gh,Gh＋FfL)
2．在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组分别做了三次实验，如下图所示．实验数据记录如下表．
(1)编号①处数据应为________，编号②数据应为________．
(2)分析以上实验数据，可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与____________有关．
【答案】1.D 2.(1)3.8 73.5%
(2)提升重物的重力
四、课堂小结
通过本节课的学习，你学会了什么？有什么成功的体会与经验？
1．学习了如何测量滑轮组的机械效率；
2．探究了影响斜面机械效率的因素．
第2课时 测量滑轮组的机械效率
一、测量滑轮组的机械效率
影响滑轮组机械效率的因素：
被提升重物的重力、摩擦、机械自重(动滑轮重力)
二、影响斜面机械效率的因素
完成《红对勾·45分钟作业与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习．
1．测滑轮组的机械效率是一个有难度的实验．从组装滑轮组到测出各个物理量，要进行的活动和记录的数据都较多，它对学生实验操作能力、思维能力的要求都比较高，所以课前必须做好认真而充分的准备．
2．为了使学生们能顺利完成实验，减少盲目性，避免忙乱操作，故将实验时应注意的问题、实验操作中要突破的难点和操作要点归纳成几个问题用多媒体放映出来，让学生顺着指导思路去思考、讨论分析，使其思维有序，这样就优化了实验过程．
次
数
钩码
重力
G/N
钩码
上升
的距离
h/cm
弹簧测力
计的读数
F/N
弹簧测力
计上升的
距离s/cm
机械
效率
η
1
5
5
2.4
20
52.1%
2
10
5
①
20
65.8%
3
15
5
5.1
20
②