初二物理（师大版）-测量滑轮组的机械效率-1教案

教案教学基本信息课题测量滑轮组的机械效率学科物理学段：初中年级初二教材书名：义务教育教科书物理八年级下册出版社：北京师范大学出版社出版日期：2015年12月教学设计参与人员姓名单位设计者实施者指导者课件制作者其他参与者教学目标及教学重点、难点教学目标：通过测定滑轮组的机械效率，体会测量性实验的设计思路；通过对实验数据的分析与处理，学会测滑轮组的机械效率，了解影响机械效率的有关因素，认识提高滑轮组机械效率的方法和意义。通过实验活动中组装滑轮组以及分工测量的活动，认识到交流与合作的重要性，在提升学生实验观察与归纳总结的能力的同时，深入体会使用机械中能量的多余消耗，渗透能量观念。教学重点：经历测量滑轮组的机械效率的实验过程探究影响滑轮组机械效率的因素教学难点：对实验数据的分析处理过程探究影响滑轮组机械效率的因素教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图测量滑轮组的机械效率实验原理：滑轮组的选择分析需要测出哪些物理量：T、h、F、s实验器材：弹簧测力计测量、刻度尺、如图所示滑轮组；实验器材的组装：用细线缠绕动滑轮时，动滑轮特别容易翻滚脱槽，怎样克服这个困难呢？先把钩码挂在动滑轮上，使滑轮组的整体重心降低到滑轮的轴心以下，这样整个装置就比较容易组装了实验数据的测量方法：怎样用弹簧测力计测量T、F？测量这两个数据是为了计算有用功和总功提供证据，所以一定是在弹簧测力计竖直向上匀速运动的过程中读取数据，这就要求提升时要缓慢移动，同学之间配合操作。怎样用刻度尺测量h、s？先把钩码（的上沿或下沿）放到刻度尺某一整数刻度处,读出重物的初位置，同时用色笔在细绳的适当位置做标记，读出绳端的初位置，向上拉动弹簧测力计后，再读出重物的末位置和绳端的末位置，重物两次位置差即为钩码上升的高度，细绳两次位置差为绳端移动的距离。测量性实验的规范步骤：实验原理分析、实验器材选组、实验器材组装时的注意事项、实验数据的准确采集，通过这些步骤的一一分析，为学生进行实验做好前期的准备工作，并利用问题的形式将实验中所遇到的问题厘清。同时让学生体会到实验中要注意分工合作，体现小组成员之间要发挥的合作精神。实验步骤：（1）将弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出提升钩码所用拉力T并记录在数据表格中。（2）如图甲所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。（3）更换不同的钩码，用同一滑轮组提升，将测量数据T、F、s、h记录到数据表格中。（4）利用公式计算滑轮组的机械效率η，并将η值记录在表格中。将实验步骤的规范书写呈现出来，让学生学会规范的描述方法和语言。影响滑轮组机械效率的因素使用同一个滑轮组时a．分析实验数据，得出使用同一个滑轮组时，机械效率与提升重物的拉力T有关，拉力越大，机械效率越高；b．进行理论分析：通过对公式的推导，得到机械效率的变形式，然后利用数学手段讨论增大T后，导致机械效率增大的原因。换用另一个动滑轮后测出的实验数据，a．进行分析，发现拉力T相同时，不同滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关；b．进行理论分析：产生额外功的原因3．进一步分析影响滑轮组机械效率的因素，利用如图所示是四组实验，通过实验数据进行分析：影响滑轮组机械效率的因素有：绳重、动滑轮重、提升不同重物的拉力、摩擦等。4.如何提高机械效率？进一步培养分析数据进行论证的能力，并总结出提高机械效率的方法。小结从W有、W额两个方面分析η的影响因素2.使用不同的机械“费”功性能——η可相同、可不同；3.使用同一机械“费”功的性能也可不同——η可变；4.使用同一机械，提升物重所需的拉力T越大，性能越好——η越大。总结本节课的主要内容。思考思考1.在测量滑轮组机械效率的实验中，如果不用刻度尺进行重物提升高度h和绳端移动距离s的测量，能否完成实验？解释机械效率的变形公式：思考2.越省力的滑轮组，它的机械效率就越大，这样的观点是否正确？思考3.同一滑轮组，被提升的物体重力G越大，机械效率η就越高。这样的观点是否正确？思考4.“不计绳重、摩擦和阻力，只考虑动滑轮自重”，这样的条件对解题有什么优越性？通过四个思考问题，将机械效率的理解进一步深化，提升对公式变形的推导能力和利用公式进行分析论证的能力。练习（1）图1甲是小欣测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A＇位置匀速竖直上升到B＇位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图1乙所示。请你根据小欣做的实验完成下列问题：（g取10N/kg）=1\*GB3①弹簧测力计的示数是N；=2\*GB3②钩码上升的距离是cm；=3\*GB3③拉力F做的功是J；=4\*GB3④动滑轮的机械效率为________。（2）实验台上有组装好的实验装置，如图2所示。另外还有质量均为50g的钩码一盒（十个）、质量不同的滑轮三个（图中未画出）。小丽用上述实验装置和器材进行实验，实验数据如表一、表二所示。表一：序号序号动滑轮重G动/N钩码重G/N钩码上升高度h/m绳的拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η/%10.10.50.20.340.473.520.110.20.60.483.330.120.21.10.490.9序号动滑轮重序号动滑轮重G动/N钩码重G/N钩码上升高度h/m绳的拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η/%10.120.21.10.490.920.1520.21.150.48730.220.21.20.483.3=1\*GB3①分析表一中数据，小丽认为：对于同一动滑轮，所提升的钩码越重，机械效率越。=2\*