初中物理-《机械效率》教学设计学情分析教材分析课后反思

《机械效率》教学设计课

题机

械

效

率课

型探

究

型

新

课教学目标知识与技能能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功，理解什么是机械效率。过程与方法通过参与探究滑轮组机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。情感态度与价值观在实验中培养合作精神，养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。教学重点理解机械效率。教学难点探究滑轮组的机械效率及影响机械效率的因素。教学关键讲清机械效率概念且通过探究活动进一步理解这一物理量。教学资源铁架台、滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺、多媒体教学课件教学方法实验探究法

讨论法教

学

过

程教学环节师生活动设计意图设疑导入通过多媒体，问题导入：直接提升问体做的功与利用机械做的功相同吗?请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，并说出理由？激趣使学生乐于参与

新课教学

想想议议一、有用功、额外功、总功举例：现在需要从井中取水，但必须借助水桶，当把盛满水的水桶从井中提上来的过程中对哪些物体做了功？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？师生共同理解三种功

通过学生讨论、思考、比较、分析引出有用功、额外功、总功并获得三者之间关系的信息。

想想议议

讨论

交流

合作探究合作探究二、机械效率

（一）、机械效率的概念、公式通过多媒体展示简单机械做功时的图片讨论、分析有用功占总功的比例概念：有用功跟总功的比值公式：η=w有用/w总

（二）、机械效率的一些特征组织学生讨论：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，你认为那种表达更好？机械效率的三个特征：没有单位

总小于1

用百分数表示（三）提高机械效率的途径通过多媒体展示起重机工作时的图片讨论、分析、得出结论途径有三条：1）减轻机械自重2）减小机械间的摩擦3）允许情况下增加物重（四）例题部分通过多媒体展示例题：如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：（1）拉力F；（2）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。1）组织学生分析、讨论、计算2）展示学生解题过程3）总结、评价三、探究滑轮组机械效率组织学生讨论寻找实验方案分析实验过程、进行实验、分析数据得到结论通过多媒体显示下列问题：提出问题：滑轮组的机械效率与它提升的重物有什么关系？2、猜想与假设：重物越重机械效率越高（或越低）3、探究方案与实验设计包括：1）实验器材

2）实验设计图（教材109页）

3）实验原理

η=w有用/w总=Gh/Fs4）需测物理量

G

h

F

s5）进行实验4、收集数据记录表格（教材87页）5、分析和论证结论：滑轮组提升物体越重，机械效率越高反之，机械效率越低6、评估与交流小组讨论：怎样提高滑轮组的机械效率？

引入机械效率概念

公式

进一步理解机械效

率的概念

知道机械效率是机械性能的重要标志

之一，提高机械效率有重要的经济意义

意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、和总功的概念

意在让学生学习测量滑轮组的机械效率通过探究滑轮组的机械效率加深对机械

效率的理让学生通过实验探究，培养学生合作精神，通过实验探究验证自己的猜想，培养学生相信科学、尊重科学的良好品质。课堂小结通过“学到了什么”这一栏目对本节内容进行小结：包括对三种功的认识，对机械效率

的理解，影响机械效率的因素及提高途径，滑轮组的机械效率与其倾斜程度的关系等。培养学生归纳、总结知识的能力板书设计一、机械的三种功：有用功：对人们有用的功。额外功：人们不需要但又不得不做的功总功：有用功与额外功的总和二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。2、公式讨论：三、如何提高机械效率1.减少机械自重.2.减少机械的摩擦等来减小额外功.3.在额外功一定时,增大有用功教学反思因为摩擦是影响机械效率的重要因素之一，实验中还可以使用粗糙程度不同的滑轮组，进一步探究摩擦对机械效率的影响，加深学生对机械效率的认识。

学生对允许情况下增加物重可以提高机械效率还存在疑惑，课后通过习题加深学生对这一问题的理解。《机械效率》效果分析本节知识难度不算太大，教学中，我主要从以下五个方面引导学生积极进行探究：1、联系学生的生活经验提出问题；2、给学生提供更多的实验探究的机会；3、结合生活实际，培养学生综合分析问题的能力；4、注意拓展学生的视野；5、为学生发挥丰富的想象力提供一定的空间。组织有序，激发了学生的学习兴趣，有效地促进了学生对知识的内化和构建。学生在熟悉的生活情景中感受学习机械效率的重要性，了解杠杠、滑轮（组）、斜面等机械与日常生活的密切关系，系统的掌握有用功、额外功、总功、机械效率，合作交流效果明显，动手能力和思维能力得以增强，提高了分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题能力。在达标测试中，采用了限时、闭卷、独立完成，试题选择紧扣课程标准，以选择、填空、实验分析、计算为主，评价采用组内互批，当场统计得分情况，全班45人，其中，90分以上的学生有40人，优秀率较高，及格率100%，完成了学习目标，教学效果较好。学情分析从知识与技能方面分析，学生在前面几节课已经学习了功的计算为本节做了很好的铺垫，同时在初二上学期学习速度概念时学生经历了利用比值的思维去解决两个相关变量的关系为本节引入机械效率概念做了铺垫。从心理发展阶段分析，八年级的学生正处于逻辑思维初级发展阶段，教学设计主要从学生已学知识出发，循序渐进，由浅入深的进行研究。从非智力因素分析，划片招生后学生的学习能力和基本素质有着较大差别，从而导致他们对学习的需要、兴趣、动机等方面存在较大差异，因此在教学过程中，应做到有的放矢，尽可能照顾到大多数群体，力求每一位学生都能参与到其中，并体会到成功的喜悦，增强其学习物理的信心与兴趣。教材分析教材的地位：本节主要包括“有用功、额外功和总功以及机械效率两大方面的内容，它既是前面的知识的延伸，又是功的知识在生活实际中广泛的应用，而机械效率对学生今后参加社会实践具有非常重要的指导意义。“理解机械效率”调整为“知道”,可以避免在机械效率的问题上进行更多的转化，降低了教学要求的层次，从而减轻了学生的课业负担。3、增加“了解提高机械效率的途径和意义”。目的在于强化物理知识跟生产、生活的联系，更加关注知识的实践应用。本章地位和作用机械效率是对前面滑轮知识的综合、扩展和运用。这一部分的内容体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念。所以本节课无论从课标要求，还是学生自身发展要求上看都处在一个比较重要的地位。编写意图和特点1将“探究斜面的机械效率”的实验改为“测量滑轮组的机械效率”。在以往的教学中，学生在学习过机械效率后，往往对哪些因素影响滑轮组的机械效率总是感到比较困惑，尽管可以通过公式的推导给学生一定的认识，但还是会比较困难。而通过实验就会给学生充分的感性认识，利于学生接受。但该实验在操作过程中又需要解决另一方面的难题：绳子自由端移动的距离和物体上升的高度不易测量。2、将机械效率和功的原理的内容有机整合。新教材不再明确提出功的原理的内容，而是在机械效率引入的过程中自然的渗透了该内容，其用意是降低难度，但还要给学生一定的感性认识，使学生能体会出人类发明和研究各种机械的意义。限时作业1.一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是_____，总功是_____，机械效率是___。2．在下列有关机械效率说法中正确的是（）A．机械效率较大的，所做功少B．机械效率较大的，所做的额外功较少C．机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大D．机械效率较大的，额外功和有用功的比值较大3滑轮组机械效率”的实验，下表是记录的一组数据。请填写完整，并回答下列问题：在实验中，应拉动弹簧测力计使其___________运动。钩码总重G（N）钩码上升高度h（m）测力计拉力F（N）测力计移动距离S（m）50.05实验中，拉力做的总功为_________，有用功为______，滑轮组的机械效率为__________。4用滑轮组提升重为600N的物体,所用的拉力为250N,1min内使物体升高0.5m,不计绳重及轴和轮间的摩擦.

求(1)滑轮组的机械效率

(2)拉力做功的功率《机械效率》课后反思本节课的主要内容是建立机械效率的概念；并且掌握测动滑轮机械效率的方法。教师以生活中的事例创设情景，运用对比和探究的方法，让学生在动脑动手的过程中，深入理解机械效率这个衡量机械性能的重要物理量。教师注重调动学生的学习积极性，在教学中做到“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体，培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。本节课教学设计有鲜明的特色：1.“学校买来一批书，大包的每包40kg，小包的每包10kg。学校的图书馆在五楼，图书管理员想知道用什么办法，能将书比较省劲的从一楼运到五楼？”教师以这样一个发生在学生身边的生活事例创设物理情景。学生已经知道各种简单机械都可以省力，但是杠杆和斜面不易实现，于是选择了动滑轮。2.教师为学生提供了大钩码、小钩码、金属滑轮和塑料滑轮。请学生动手组装成不同的组合。从力的角度转换到从功的角度去研究动滑轮提升装置的性能是教学难点，教师引导到位、过渡自然。运用比较的方法对四组装置进行研究，既是对学生科学思维方法的训练，也是对学生实验探究能力的培养。3.当直接比较引发了认知冲突时，学生的求知欲望被激发，建立机械效率概念，掌握测定机械效率方法就成为学生强烈的学习需求。有用功、额外功、总功概念的出现，为学生搭建起深入研究的台阶。学生在体验和思考中，领悟到“有用功占总功的比例大更好。”这正是机械效率的物理意义，建立机械效率概念已是水到渠成。4．在本节课上多媒体素材跟课堂实际相结合，图片、flash动画将更多的视觉冲击带入课堂，将抽象的内容形象化，使得课堂变得丰富多彩，提高学生对物理的学习兴趣，随时抓住学生的注意力。《机械效率》课标解读本条目涉及课程标准中一级主题“能量”中“机械能”的内容。“能量”是课程标准中科学内容的三大主题之一。能量的转化和守恒定律是自然界的基本和普遍规律。它与很多学科都有关联，和生产、生活息息相关。这部分内容对于学生形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。这部分内容具有较强的综合性，应注意与本课程其他内容的联系，注意和其他学科的交叉，注意能源、环境与可持续发展的关联。本条目课程内容涉及认知性目标和技能性目标，具体说明如下：“知道机械效率”中的“知道”属于认知性目标行为动词，该条目处于“了解”水平。要能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。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。机械效率是有用功与总功之比，它只有大小，没有单位。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率是表明机械做功性能好坏的一个物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功里所占的比例大，省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小，机械效率大的机械不一定省力。机械效率与功率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功有多大比例的功是有用的。功率和机械效率是两个物理意义不同也没有直接联系的物理量。功率大的机械，机械效率不一定大；机械效率大的机械，功率也不一定大。“了解提高机械效率的途径和意义”中的“了解”属于认知性目标行为动词，该条目处于“了解”水平。由公式η＝/Ｗ总=/（+Ｗ额外）可知，如果该机械的额外功（Ｗ额外）一定，有用功（）越大，机械效率越大。比如用同一个滑轮组分别把一个1000N的重物和一个2000N的重物提高相同的高度，后者的机械效率大。因此在在额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，可以提高机械效率。由公式η＝/Ｗ总=/（+Ｗ额外）可知：当有用功一定时，额外功越小，则机械效率越大。因此设法减小额外功可以提高机械功率。如减轻机械本身的重量，加润滑油以减少摩擦，用轻质材料做机械，都可以不同程度地减少额外功，提高机械效率。对于滑轮组来说，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，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。“测量某种简单机械的机械效率”中的“测量”属于技能性目标行为动词，该条目处于“独立操作”水平。测量简单机械的效率时要会分析实验原理、组装实验装置、进行实验收集证据、分析数据得出结论等。例如，利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。所以克服物体重力所做的功Gh是有用功，拉力所做的功Fs是总功。斜面的机械效率是，因此，我们需要用刻度尺分别测物体被提升高度h和物体被拉动距离s，用测力计分别测物体重力G和拉力F。测定滑轮组的机械效率中需要测量的四个物理量：钩码重G，钩码提升高度h，绳自由端拉力F，绳自由端移动距离s。钩码重可直接用弹簧测力计静止时测得，测定绳自由端拉力时要注意使弹簧秤保持在竖直方向上作匀速运动。测定两个距离时，应先找好参照位置，用一固定物或作出标记。如可以把桌面作为参照，先量出钩码到桌面距离h1，提升钩码后再量出钩码离桌面的距离h2，则钩码提升高度h=h2-h