初中物理-第3节 机械效率教学设计学情分析教材分析课后反思

（一）、创设情景，引入新课：地上有一本物理课本，我将它捡起来放到桌面上，或者，将书放到托盘上再捡起来，哪一次做功多？（二）、演示实验，判断动滑轮是否省功，引出有用功、总功的定义演示实验，第一次，用弹簧测力计拉起钩码，第二次，使用动滑轮拉起钩码，提出问题，使用动滑轮省了力，但是有没有少做功？也就是使用动滑轮是否省功？通过设计捡起课本的实例，同学们很容易联想到，使用动滑轮将物体提起的时候，动滑轮也被提升了一定的高度，因此并没有省功，相反会做更多的功，从而较轻松的让同学们理解在使用机械的时候，由于摩擦、机械自重等因素会不可避免的多做功，此时引出有用功、额外功、总功的定义符合学生的认知规律，同时为机械效率的提出做好的铺垫。（三）、循序渐进，学习机械效率的定义在学生理解了三种功后，不难想到实际生产、生活中希望做的额外功越少越好，有用功与总功越接近越好。这时再提出机械效率的概念及公式，学生就不难理解了。（四）、突破难点，完成教学滑轮组的机械效率的测量是本节课的重点与难点，在常规的教学中我发现存在以下问题：1、在本章第二节，我们学习了滑轮组的绕线，然而，学生在组装滑轮组，由于使用单个滑轮组成滑轮组，学生难以有思路形成准确的滑轮组的模型。2、即使个别同学能联系学到的知识确定好动、定滑轮后开始组装，由于滑轮质量较轻且滑轮组结构较复杂又不能及时固定，在组装过程中反转或滑落，导致组装失败。3、上课的过程中，我几乎是每个小组指导，同时参与组装部分小组才完成组装，在进行测量的过程中由于同时测量的数据过多，分工合作的意识不强，造成有些同学手忙脚乱，有些同学在旁边不知道做什么，因此每一个小组，每一组数据几乎都有遗漏或是记录错误，导致不能正确的得到结果。基于以上原因，我想到杠杆平衡的条件实验中，为方便力臂测量，可以将杠杆调节到在水平位置平衡，由此我设计了方便测量滑轮组的实验装置。教学时，我们分别测量三个不同质量的钩码的重力记录到表格中，然后将一个钩码挂到动滑轮挂钩，将细线分别与动定滑轮连接，完成滑轮组的组装，用弹簧测力计拉住绳子自由端。由于动滑轮与物体相连，可以滑轮与轨道相连的轴作为物体运动的参考点，让动滑轮的轴移动到合适的位置，记录此时轴的位置以及弹簧测力计挂钩的位置。竖直匀速拉动弹簧测力计，记录此时弹簧测力计的示数，同时观察动滑轮的轴移动合适的位置后记录数据并记下弹簧测力计挂钩的位置。将弹簧测力计挂于螺丝处，改变钩码的质量，完成后两次的测量。测量结束后仍将弹簧测力计挂于螺丝处，边观察自己组装的滑轮组，边完成有用功、总功及机械效率的计算。（五）、归纳总结，能力提升得出数据后引导同学们分析：1、相同的滑轮组，机械效率可能与哪些因素有关？2、拉力移动的距离与绳子段数之间的关系。根据分析，学生们思考实际生活中如何提高机械效率，引导同学们提高学习的效率。《机械效率》导学案学习目标知道有用功、额外功、总功理解机械效率，会计算机械效率教学重点：1．理解机构效率；2．探究斜面的机械效率。教学难点：理解机械效率学习过程一、预习导学1．下图中分别用三种方式把沙子提到装修的楼上去，哪些是有用功？哪些是额外功？总功？⑴几个基本概念：有用功W有用：将重物提升一定高度所做的功额外功W额外：克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功总功W总：手的拉力对动滑轮做的功⑵三者之间的关系：或⑶机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；机械效率用百分数表示，没有单位。即：计算公式：二、进行新课1.思考：⑴关于机械效率的说法中正确的是（）A．越省力的机械，效率越高B．做有用功越多的机械，效率越高C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高D．做功越快的机械，效率越高图１⑵如图１所示，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1.5m，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。解:(1)Ｆ＝__________＝_____________＝____N.(2)物体上升距离h＝_________＝____m.(3)有用功：Ｗ有＝_______＝__________________＝______J.总功：Ｗ总＝_______＝___________________＝______J机械效率：η＝______________________________答：略２.测滑轮组的机械效率：实验原理：实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。注意事项：竖直向上，缓慢拉动测力计。实验1：保持动滑轮重一定，改变钩码重力。如图２G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/J123结论：图２____________一定,物重越____，机械效率越_____。实验2:保持钩码重力一定，改变动滑轮重。如图３G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/J12结论：______一定，动滑轮越____，机械效率_____。滑轮组的机械效率影响因素：原理:图３结论：滑轮组的机械效率只与______和___________有关。即：3.练一练：1．图４为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（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，若钩码上升的图4高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.5204．探究斜面的机械效率与斜面倾角的关系实验器材：长木板、刻度尺、弹簧测力计实验原理：______________________提出问题：（1）省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系（2）斜面的机械效率与它的倾斜程度有何关系？猜想：斜面倾斜程度越大，越_______力，机械效率越_________。实验过程：①设计实验：一条长木板，一端垫高，成为一个斜面。②用刻度尺量出斜面高度、斜面长，填入表项。③用手拉弹簧称拉着重物沿斜面向上拉，读出弹簧测力计的示数，填入表项。④调节斜面高度，重新做两次，把数据填入表格。实验次数斜面倾斜程度物体重(G)物体上升高度(m)沿斜面的拉力(F)物体移动的距离(S)有用功(J)总功(J)机械效率%1较缓2较陡3最陡实验结论：（1）省力多少与斜面的_________有关；（2）斜面的机械效率与它的_______无关。三、反馈训练1．从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N．若此人的目的是为了提水，则机械效率为_____，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为______。2．用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功是___J，总功是________J，这个动滑轮的机械效率为__________。3．工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N向下的拉力拉过1.2m，油桶上升30cm，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为___________N。4．用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4m时，在绳的自由端所加拉力大小为40N，自由端通过的距离为12m。则此过程中，有用功为___________J，拉力做功的总功为_____________J，滑轮组的机械效率为_________________。5．用如图所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力是80N，下列说法正确的是（）A．总功是50J，有用功是80JB．有用功是50J，额外功是20JC．总功是100J，有用功是80JD．总功是80J，机械效率是62.5%6．利用如图所示的装置，用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？学生经过对简单机械和功的学习，并且在日常生活、学习中也体会到“效率”的问题，为这节教学的开展和知识的理解奠定了一定的基础，但是抽象思维的能力还有所欠缺，实验设计能力和分析归纳能力有待提高，这就需要教师加以准确的引导。本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学，教学力求以学生的发展为本，努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境，倡导课程不只是知识的载体，也是教师和学生共同探求新知识的过程，教学不只是单纯的教与学，而是师生共同寻求发展的过程。因此，我用一个运沙子的三种方法展开教学，让学生思考除三种之外你还有什么好方法，来激活课堂气氛。学生兴趣浓厚，情绪高涨，思维非常活跃，想法独特，在相互讨论中碰撞出智慧的火花，极大调动了参与课堂的热情，使所有的学生都积极参与到课堂中来，特别是男同学表现得更加出色，课堂上注重了进行情感、态度、价值观的教育。由于学生较多，在组织探究实验过程中，课堂显得有写乱。对于如何科学有效地组织探究、选择更符合学生实际的教学内容，还需我不断地去探索。本节内容是第十二章《简单机械》中的第三节，教材在之前已经安排了有关于各种简单机械和功的内容学习。本节内容是在此基础上的进一步延伸，又是后面学习热机效率等概念的基础。本节主要内容，分别是“有用功与额外功”“机械效率”以及滑轮组的机械效率。对于测算滑轮组的机械效率，教材以科学探究的形式突出了学生实践能力的培养。亮点：1、采用目标教学法，充分尊重学生的主体地位，让学生自主学习思路相当清晰，课堂教学环节紧凑、过渡自然；2、重视高效课堂构建和课标研究，课堂内容饱满，教学重点落实效果好，教学难点得到突破；3、注重学生学习能力的可持续发展和学习是为生产生活服务教育，如影响斜面机械效率因素中关于物重是否有影响的，鼓励学生课后探究；对于提高常见机械的效率鼓励学生将来的发明创新；4、重视物理文化的营造，体现物理课堂特点，如用实验探究贯穿整节课，用多媒体创设物理情境；遗憾：对于“探究斜面机械效率”的实验探究时，还可以在实验数据的处理上特殊些，减小计算难度；也可以根据按斜面较缓、较陡、最陡调整分小组探究，多留点时间来评估交流.这是一堂理论结合探究的实验课。实验探究过程中，多数学生能设计实验，然而很多学生的实验能力较差，同学们从实验数据中归纳科学规律等能力还比较薄弱。实验装置改进后，将实验小组人数缩减，既提高了学生的参与度，又能帮助学生方便、准确的测得所需数据，学生在理解概念的同时，也帮他们建立起了准确的物理模型。在平时的练习中，很多利用滑轮组克服摩擦力做功效率的问题，在教学中，由于滑轮组的特殊性，无法演示，很多同学机械的利用重力与移动的距离的乘积作为有用功，我们将装置平躺，可简单演示，提醒同学们此时机械效率的计算与重力无关。根据新课标的要求和对教材的理解，结合学生实际，确定三维教学目标1、知