初中物理人教八年级下册（2022年修订）第十二章 简单机械机械效率四川自贡徐文治丰七星

1、机械效率探究装置 徐文治 丰七星 一、使用教材机械效率选自人教版物理八年级下册第十二章简单机械第3节，本节是在前面学生学习了各种简单机械和功的基础上进一步的延伸，机械效率正是对这些内容的实际分析和综合应用。机械效率也对学生学习太阳能热水器的效率、炉子的效率、热机的效率等利用和转化知识起铺垫作用。体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念。提高机械效率对社会可持续发展和节能减排有着重要意义。测量滑轮组的机械效率是本节最重要的知识，通过测量滑轮组的机械效率实验能够有效的培养学生的科学思维，实验使用的探究方法也是物理核心素养的集中体现。三、实验创新点（一）木板和铁架台组合固定在一起，刻度尺可垂直于水

2、平桌面并固定在木板上，减小测量误差。（二）可根据需要旋转对齐物体和绳，也能上下移动刻度尺调整零刻度线的位置，读数直观准确。（三）操作更简单，解放学生的手，把注意力集中到测量上来。（四）增加了减速电机，基本可以控制匀速直线运动。（五）自制了可固定和滑动以及收放的金属记录标志方便学生读取物体和绳子末端的起始位置。（六）可以探究斜面的机械效率和水平方向克服摩擦力做功的机械效率。四、实验设计思路 主要为了解决学生通过教材实验装置学生使用不放便，只有一个铁架台和一把刻度尺以及一个滑轮组。第一，使用不方便。一手要拿刻度尺另一只手又要拉弹簧测力计，双手不空。容易手忙脚乱，直接影响测量的结果。第二，测量不方便

3、。既要保证刻度尺竖直放置，又要让弹簧测力计在竖直方向上做匀速直线运动，容易顾此失彼。第三，读数不方便。既要读刻度尺的读数又要读弹簧测力计的读数，而且弹簧测力计还是运动的，即动态读数。五、实验教学目标（一）知识与技能目标（1）了解什么是有用功、额外功和总功；（2）理解机械效率，会做实验和用有关公式进行简单的计算；（3）知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义；（4）知道使用机械的目的是为了省力或省距离或改变方向，而不能省功。（二）过程与方法目标（1）通过观察和实验的方法探索使用机械能不能省功；（2）通过实验与讨论，认识提高机械效率的方法；（3）在实验探究过程中，培养学生设计实验、收集实

4、验数据从实验中归纳科学规律的能力。（三）情感、态度与价值观目标（1）通过探究性物理学习活动，使学生体验探究的乐趣； （2）在实验探究过程中，培养学生尊重实验结果,实事求是的科学态度；（3)知道提高机械效率的实际意义，从而增强节约能源意识。六、实验教学内容（1）按照图示安装滑轮组，算出钩码的重力并记下钩码和弹簧测力计的位置。（2）匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S.（3）算出有用功W有，总功W总，机械效率，并填入表格。（4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验。次数钩码所受重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距

5、离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率123实验教学过程（一）发现问题为了完成教学目标，根据教材为学生设计了使用滑轮是否省功测量滑轮组的机械效率两个实验。根据我对新课程的理解，课文中的“实验”我认为它有两点值得商榷。第一，测量滑轮组的机械效率提供了实验步骤和实验操作图画。这种呈现出实验步骤的教学设计我认为它束缚了学生的发散思维。第二，它设计好了实验表格，我认为它削弱了学生的表达能力。如果我们就按照要求的那样，按部就班的去把实验“过”一遍，能起到培养学生创新能力的目的吗？可即便是照着书上的实验来做，将实验报告单收上来，发现实验的数据误差依然很大。这引起了我的思考，于是我将课代表和几个小组长

6、集合起来，让学生重做实验和一起讨论分析误差。由于充分发挥了学生的主动性，分别从测量仪器、方法以及外界条件的影响等因素进行了分析。学生提出了主要是以下三方面产生了较大误差。第一，使用不方便。一手要拿刻度尺另一只手又要拉弹簧测力计，双手不空。容易手忙脚乱，直接影响测量的结果。第二，测量不方便。既要保证刻度尺竖直放置，又要让弹簧测力计在竖直方向上做匀速直线运动，容易顾此失彼。第三，读数不方便。既要读刻度尺的读数又要读弹簧测力计的读数，而且弹簧测力计还是运动的，即动态读数。（二）尝试创新经过徐老师的改进，仪器具有以下优点。(1)木板和铁架台组合固定在一起，刻度尺可垂直于水平桌面并固定在木板上，减小测量

7、误差。(2)可根据需要旋转对齐物体和绳，也能上下移动刻度尺调整零刻度线的位置，读数直观准确。(3)操作更简单，解放学生的手，把注意力集中到测量上来。改进后的仪器让学生们使用过后学生继续提出了有待完善的地方。1)刻度尺的量程偏小2)不容易保证物体匀速拉动3)读数仍是动态（三）继续改进改进后的第二套装置具有以下优点(1)换用了量程更大的刻度尺，增加了测量范围(2)增加了转盘，基本可实现匀速运动，弹簧测力计读数稳定(3)增加了胶条，可调整绳子自由端起始位置为整数(4)增加了夹子，可记录物体和绳自由端的始末位置(5)方向增加了刻度和刻度尺，可以将物体上升的高度和绳子自由端移动的距离进行分开读数(6)用

8、合页把木板连接，增加升降台可变成斜面。（四）再次优化又在课后，学生提出可将仪器再做美化。可尝试用塑钢，亚克力，钢材等其他材料进行制作。经过第三次改进后的装置优点有(1)增加了减速电机，基本可以控制匀速直线运动。(2)自制了可固定和滑动以及收放的金属记录标志(3)该仪器还可以进行多个物理实验的操作，比如测电机的机械效率、斜面的机械效率，水平拉动物体的机械效率，在水中提升物体的机械效率的实验改进完成后学生也提出了一些相当使用的建议。1）使用金属记录标志，可以把容易晃动的滑轮组给固定住。避免了由于实验前的搬运造成绳的缠绕打结，提高了课堂实验的效率。2）就地取材，利用之前的夹子也可以起到从绳中间固定的效果。八、实验效果评价学生全程参与改进实验积极性强，充分发挥了学生的创造力和想象力，运用小组学习讨论探究的方法实现了“高效快乐课堂”。两学校合作实验研究，制作多套仪器分发给相应物理教师。实验效果较好，实验误差较小，几乎避免了错误的发生。并由实