物理12.3 机械效率教案

机械效率教学设计

教学目标

（一）、知识与技能

1、知道有用功、额外功和总功的含义，知道它们之间的关系。

2、理解机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功和总功，会灵活运用机械效率公式  =W有/W总。

（二）、过程与方法

经历探究滑轮组机械效率的过程，通过探究，培养学生拟定简单的科学探究计划和实验方案的能力。

（三）、情感、态度与价值观

1、关注生产、生活中各种机械的机械效率，用机械效率来评价机械的意识。

2、通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。

（四）、重点与难点

1、重点

能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式=W有/W总及其变形进行有关的计算。

2、难点

会分析影响机械效率大小的因素，能总结出提高机械效率的方法。

教学过程

一、引入新课

当今社会，做什么事情都要讲效率。例如：老师上课要讲教学效率，学生上课要讲听课效率，学习要讲学习效率等。使用机械做功也要研究机械效率，那什么是机械效率呢？今天我们就来研究这个问题。

分组实验：

 请同学们利用桌上的弹簧测力计和钩码；铁架台、滑轮、细线和钩码分组做两个实验，在两个实验中分别利用测力计和滑轮将两个钩码提升相同的高度。并计算出两次拉力所做的功。

设计意图：激发学生学习兴趣，培养他们的合作意识。

二、进行新课

（一）有用功、额外功和总功

分组讨论：让学生对以上两个实验进行讨论

①哪部分功是我们必须要做的功？

教师点拨：此实验的目的是把两个钩码提升相同的高度。对两个钩码做的功是我们必须要做的功。

②哪部分功是我们不想做但又不得不做的功？

教师点拨：我们不想做的功，例如弹簧测力计的重力、动滑轮的重力、克服绳的重力做了功、滑轮与绳之间的摩擦，克服这些我们所做的功，我们想不想做？

③拉力做的功，都做了哪些功？

教师点拨：克服钩码的重力做了功，克服弹簧测力计的重力做了功，克服动滑轮的重力做了功，克服绳的重力做了功，克服滑轮与绳之间的摩擦做了功。

通过学生的讨论，得出有用功、额外功、总功的概念。

教师总结学生的结论：

有用功：必须要做的功，也就是对人们有用的功。用符号W有表示。

额外功：不想做但又不得不做的功。用符号W额表示。

总功：有用功与额外功之和。用符号W总表示。W总=W有用+W额

（二）机械效率

1、机械效率概念

教师提问：我们在做相同的有用功时，同学们希望做的额外功是多一些好还是少一些好？

学生回答：当然少一些好。

由此我们得出机械效率这一物理量，用机械效率这一物理量来衡量机械的性能。

教师点拨：机械效率等于有用功跟总功的比值，用符号表示，即=W有/W总

注意：①使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率总是小于1。

②机械效率没有单位，通常用百分数表。

（检测）：起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4*104J,起重机做了多少有用功？额外功是多少？机械效率又是多少？

设计意图：锻炼学生对公式及其变形的灵活运用。

2、测量滑轮组的机械效率（分组实验）

设计意图：培养学生收集、处理信息的能力，以及自主学习的能力。

实验器材：铁架台、滑轮、钩码、弹簧测力计、细线、刻度尺。

实验步骤：

按照P87页图12.3－2安装滑轮组，按其步骤进行实际测量，并分别计算出三次实验的有用功W有、总功W总及机械效率。

注意：①为了便于读数，弹簧测力计要匀速竖直向上拉动绳子自由端，使钩码匀速竖直上升。②每次实验保证钩码被提升高度h相同，绳子自由端移动的距离s相等。

实验表格：

3、分析测量结果，学生分组讨论影响滑轮组机械效率的因素有哪些。

设计意图：培养学生分析、解决实际问题的能力。

教师点拨：动滑轮重力、绳子重力、绳与轮之间的摩擦、钩码重力等因素,我们都会对这些因素做功。

4、提高机械效率的方法：(引导学生得出)

教师点拨：=W有/W总＝W有/ W有+ W额

学生通过对以上实验数据的分析以及老师的提示很容易得出提高机械效率的方法有：①当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物的重力。②尽量减少额外功，采取减轻机械自重和加润滑油减小摩擦的办法。

三、课堂检测

1、用杠杆把重400N的物体提高1m，这时动力作用点下降了2m，所用的动力是250N，则动力做的总功是_________J,有用功是_________J，机械效率是_________。

2、在建筑工地上，一滑轮组中有五段绳子吊着一箱货物，已知轮重25N，货重2000N，若将货物提升10m,实际所用的拉力为800N，

则W有＝___________，W额＝__________，＝__________。

    3、建筑工人用右图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m，所用的拉力为300N，则该工人所做的有用功为___________J，总功为___________J，该滑轮组的机械效率是___________。若用该装置提升500N的重物，此时滑轮组的机械效率将___________（填“变大”“变小”或“不变”）。

四、课堂小结：（引导学生谈收获）

1、有用功、额外功、总功的概念及W总=W有用+W额

2、机械效率：有用功与总功的比值，=W有/W总

3、提高机械效率的方法

①、当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物的重力。

②、尽量减少额外功，采取减轻机械自重和加润滑油减小摩擦的办法。

板书设计

    有用功：必须要做的功，W有用

额外功：克服动滑轮本身的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功，W额

总功：有用功与额外功之和是总共做的功。W总

机械效率：有用功与总功的比值，=W有/W总    总小于1

实验：测量滑轮组的机械效率 

 七、课后反思

  在本节课的设计中，我着重考虑到了本班学生的特点，本节课的教学目标及教学重难点，注重培养学生的合作意识、严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。同时，我通过多种教学手段创设情境，提高了学生的分析归纳能力和语言表达能力，以及运用所学知识分析解决新问题的能力。另外，在教学设计中，我较多地把有趣的活动寓于课堂当中，给了学生更多地自主性，提升了学生主动参与、主动学习、主动领悟的能力。

通过这节课的教学，我体会到一个道理：教学的内容和形式只要能激发学生的学习兴趣，引起他们的共鸣，他们就会用积极的态度去学、学会。因此，在以后的教学中，我应避免通过枯燥的说教，强行地让学生接受知识，而应提前了解他们喜欢做什么，分析他们的心理，通过多种形式的活动把教学内容与他们感兴趣的实验联系起来，让学生在轻松愉快的氛围里获得知识。