初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第六节 制作简易升降机教学设计及反思

这是一份初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第六节 制作简易升降机教学设计及反思，共4页。教案主要包含了新课导入，教学步骤，板书设计等内容，欢迎下载使用。
◇教学目标◇
知识目标
1.了解我国机械发展的历史，认识古代机械发明及其对现代机械的影响。
2.理解升降机的基本工作原理，掌握滑轮组、杠杆等简单机械的应用。
3.学会升降机机械效率的测量及其计算方法。
能力目标
1.能够运用所学知识设计并制作简易升降机模型，提高动手能力和创新能力。
2.能够使用测量工具准确测量升降机的相关参数，计算机械效率，培养实验操作和数据分析能力。
3.通过团队协作，提高沟通能力和团队协作能力。
素养目标
1.激发学生对物理学的兴趣和热爱，培养科学探究精神。
2.培养学生将理论知识转化为实践应用的能力，增强工程意识。
3.引导学生关注机械发展与社会进步的关系，增强社会责任感和使命感。
◇教学重难点◇
教学重点
升降机的工作原理及简单机械的应用，升降机模型的设计与制作，机械效率的测量与计算。
教学难点
如何将理论知识有效转化为实践，设计出既实用又创新的升降机模型。准确测量升降机的相关参数，确保机械效率计算的准确性。引导学生深入理解机械效率的概念，分析影响机械效率的因素，并提出改进建议。
◇教学过程◇
一、新课导入
在没有现代机械的时代，我们的祖先利用智慧，创造出令人惊叹的机械装置，这些简单的机械，不仅极大地减轻了人们的劳动强度，更推动了社会的进步和发展。你能想出哪些古代机械？
二、教学步骤
探究点1 了解我国机械发展的历史
［阅读课本］P131~134“了解我国机械发展的历史”
［思考］查阅资料，了解我国机械发展的历史。
［提示］我国是世界上发明机械较早的国家之一，机械技术历史悠久，成就辉煌。比如，古代用来舂米的碓，用来从井中汲水的桔槔和辘轳，用于计量的天平，用于农业生产的水车、风车，用于军事的投石机等。随着制作原料的种类和动力的来源越来越丰富，机械发明和制造也越来越复杂。比如，记里鼓车、以“水排”驱动的水力鼓风系统、战国云梯车等。随着铸造技术的出现，我国古代机械技术得到极大的发展。当前，我国是全球唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家，拥有完整的工业体系，诸多工程机械技术水平处于世界前列。
［思考］观察图9.6⁃9，该工程机械的结构特点与物理原理是什么？
［提示］汽车起重机主要结构：底盘、副车架、转台、吊臂、起升机构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成。汽车起重机的工作原理是杠杆原理。吊臂是一个杠杆，升降系统用到了滑轮组。
［思考］除简单机械外，该工程机械在设计中还应用了哪些与物理有关的知识？
［提示］除了简单机械外，汽车起重机在设计中还用到了力的知识、稳度与重心、支面的关系、压强等知识。
［思考］该工程机械在使用过程中有哪些操作规程，这其中有什么物理原理？
［提示］汽车起吊工作时，四条垂直油缸支脚伸出，支撑整车重量。这样一方面不让轮胎受力，防止损坏轮胎；一方面可以增大支面，增加整车的稳度。升降系统使用了滑轮组，这样可以省力；变幅油缸控制吊臂的变幅角度，尽量增大吊臂与水平面的夹角，这样可以增加整车的稳度，防止侧翻；卷扬马达带动吊钩上下运动时，不能太快，以获得更大动力。
［思考］关于该工程机械的使用安全，你还有哪些建议？
［提示］使用前要对起重机进行观测检查，特别是关键部位，如升降系统的钢丝绳是否老化、支脚展开的面积是否足够大等；严格按照操作章程进行工作；起重机起重时，要注意是否超载、吊臂的角度是否合适，防止倾倒，等等。
探究点2 利用简单机械设计并制作升降机
［阅读课本］P134~135“利用简单机械设计并制作升降机”
［实验］“制作电梯式升降机模型”
制作材料：2根方木条、2块窄木板、1块宽木板、6片直角固定片（包括配套螺丝）、5块硬纸板或薄塑料板、4个滑轮、4 m长细绳（直径2 mm左右）、3~5 V直流电动马达、2个按钮开关、电池夹及电池（2节）、导线若干、502胶水、透明胶带、钉子（或木螺丝）等。
制作工具：剪刀、锤子、螺丝刀、老虎钳、电钻（没有也可不用）等。
制作方法：
（1）按图甲所示制作轿厢（轿厢底面左右两侧也加卡口则更好），并在轿厢上面中间固定一个滑轮（可用2片直角固定片固定）。
（2）按图乙所示，制作竖直支架。①先在宽木板中间用502胶水（或木螺丝）垂直固定两个方木条，并在方木条不影响轿厢升降的两侧用直角固定片加固，两根方木条间距102 mm；②将轿厢放入两根方木条之间（让卡口卡在方木条上）；③在两根方木条上端两侧各用一块窄木板夹住并固定。
（3）按图乙所示，在支架上方中间位置，两根窄木板之间固定两个滑轮，二者间距10 mm左右；同样，再在右端固定一个滑轮。
（4）按图乙所示，在支架底面右侧适当位置固定电动马达、电池夹、开关等，并连接导线。
（5）按图乙所示，将细绳一端固定在轿厢上方滑轮的挂钩上，依次绕过支架上方左侧滑轮、支架上方中间滑轮、支架上方右侧滑轮，然后将细绳另一端固定在电动马达的绕线轮上。这样，就成功制作完成了“电梯式升降机模型”。
［提示］制作材料可以利用身边的材料，因地制宜。例如，利用竹竿、塑料管等代替方木条，用硬纸板、塑料板来代替宽木板等；再如，可用食品包装盒（塑料盒、薄铁皮盒、硬纸盒等）来制作轿厢，用塑料管、塑料片、粗铁丝等自制滑轮。
探究点3 测量升降机的机械效率
［阅读课本］P135“测量升降机的机械效率”
［实验］测量装置：如图所示。
实验步骤：
（1）将轿厢放到最底端，在轿厢里放入200 g钩码，并在绳的自由端挂上测力计，记下测力计的位置s0。
（2）匀速拉动测力计，使轿厢上升20 cm，记下其位置h1，同时记下此时测力计的示数F1及位置s1。
（3）将轿厢里的钩码分别换成400 g、600 g，重复步骤（2）的实验，并记录实验数据。
（4）根据记录的实验数据，算出机械效率。
数据记录：
［思考］升降机的机械效率有怎样的特点？
［提示］用同一电梯式升降机提升不同物体时，物体的重力越大，其机械效率越高。
［思考］怎样提高电梯式升降机的机械效率？
［提示］增加有用功；减小额外功。
［归纳提升］提高电梯式升降机的机械效率的方法：
（1）增加有用功：对于电梯式升降机（滑轮组）而言，适当增大物重。同一升降机，提起的物体越重，它的机械效率越高。
（2）减小额外功：
①减小摩擦：减小滑轮的轮与轴间的摩擦，主要采用加润滑油的方法。
②减轻机械自身的重力：一是减小动滑轮的重力，二是减小绳子的重力，三是减小轿厢的重力。采取的主要措施是选用轻质材料制成的轿厢、动滑轮和绳子。
三、板书设计
第六节 制作简易升降机
1.我国机械发展的历史
2.利用简单机械设计并制作升降机
3.测量升降机的机械效率
◇教学反思◇
通过本次活动，我们不仅了解了我国机械发展的历史，还亲手设计并制作了简易升降机，测量了其机械效率。这一过程让我们深刻体会到了物理原理在实际应用中的重要性，也锻炼了我们的动手能力、团队协作能力和科学探究精神。

实验序号
1
2
3
物体重力G物/N
物体上升的高度h/m
绳的自由端的拉力F/N
绳的自由端移动的距离s/m
机械效率η