初二物理（师大版）-探究-使用机械是否省功-1教案

教案教学基本信息课题探究——使用机械是否省功学科物理学段：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：通过与实例结合分析有用功、总功和额外功的含义，经历实验探究的过程，体会实际使用机械时总是存在额外功的，因此使用任何机械都不省功。通过探究实验获取的数据，进行分析归纳，体会出在使用机械时，因不同的情况会发挥不同的效能，从而建立机械效率的概念，在提升学生实验观察与归纳总结的能力的同时，深入体会物理概念的建立过程。教学重点：探究使用机械是否省功经历机械效率概念的建立过程教学难点：经历实验探究的过程对实验数据的分析处理过程机械效率概念建立的过程教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图创设情境，引入新课图片展示，从最简单的石块、木棒到今天的大型机械，人们使用机械的场合和机械的种类是丰富多彩的，但使用目的都离不开两点：省力或省距离，有没有可以省功的机械呢？要知道省功就是可以节省能量的。简要了解机械发展史，体会人类智慧的伟大。揭示本课内容的学习来源于人们实际生活的需要，不是刻意杜撰出来的知识，体现课标理念。引入本节的学习目的：使用机械是否省功？省功就是可以节省能量的，渗透能量观。探究使用机械是否省功1.对研究问题的分析：使用机械是否省功中省费的基准是什么？对比较基准的确定：匀速竖直向上提升物体时，弹簧测力计的示数与上升距离的乘积是有用功用W＝Th计算分析判断省功还是费功的方法将所研究的问题进行描述，从而进一步转化成具体的实验探究问题。引出有用功的概念，同时渗透与匀速提升物体的拉力与物体重力的区别，注意对有用功概念的理解2.探究方案的设计：（1）使用杠杆进行探究：第一步，如图，把钩码直接挂在已经调零的弹簧测力计下，竖直向上缓慢提升，提升的过程中的读取弹簧测力计的示数即拉力T=2N，物体被缓慢竖直向上提升的距离为1cm；第二步，把钩码挂在杠杆的1/3处，弹簧测力计的挂钩用细线拴好挂在弹簧测力计的末端，竖直向上缓慢提升弹簧测力计，使钩码上升的高度还是为1cm，上升过程中读取弹簧测力计的示数为F=1.6N，测力计移动的距离s=3cm；把测量的数据代入公式W2=Fs=1.6N×0.03m=0.048J所以W2>W1，初步得到结论：使用杠杆不省功。不使用任何机械，直接提升物体所做的功为W1=Th=2N×0.01m=0.02J；对有用功的计算。经历具体的实验过程，利用两个不同形式的公式，得出结论，并渗透有用功与总功的概念。（2）使用一个滑轮进行探究：第一步：设计用一个滑轮提升重物的绕线方法；第二步：实施实验，测量数据记录表格：第三步：数据分析，归纳结论：使用滑轮不省功。第四步：理论分析。小结：通过大量实验表明——使用任何机械都不省功。经历探究过程，并通过对数据的对比分析，找到使用一个滑轮提升物体的不同方案，有省力的、有省距离的，它们的共同特征是不省功，这是为什么呢？进入理论分析的环节。从理论和实践两个方面进行阐述，得出结论。让学生体会人们使用机械时的目的，以及使用机械所带来的的多余能量的消耗，这是符合自然规律的。对机械性能的描述几个相关概念：a．W有用：直接提升物体所做的功；b．W额外：不可避免的要克服滑轮等机械自身重力做功、克服摩擦等做功，这些功是我们不需要但不得不做的，是额外的付出c．W总：提升机械的拉力所作的功，既提升了物体付出了有用功，也贡献了额外功，所以它做的功就是总功d．三者之间的关系式为W总＝W有用＋W额外e．设计一个思考题：滑轮提水。为描述问题方便引入的相关概念。进一步理解这几个相关概念，为后续机械效率的学习奠定基础。机械效率概念的建立：选择滑轮组提升3种不同的重物到相同的高度，将数据记录在了表格里分析数据，寻找三次提升中发挥滑轮组性能最好的一次换用另一种自重不同的动滑轮，重复前面的实验，分析数据，寻找三次提升中发挥滑轮组性能最好的一次六次实验数据汇总，寻找提升中发挥滑轮组性能最好的一次怎样将这次的情况描述出来呢？引入比值的思想：揭示机械效率的概念。通过实验，寻找使用滑轮组时如何让其发挥更好的性能的条件？利用2种重力不同的动滑轮组成的滑轮组提升3个不同的重物的实验，分析表格中的数据，让学生经历机械效率概念的建立过程，体会用比值法来定义机械效率的本质。机械效率1.机械效率的概念：用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率，用η表示。也就是η等于W有比W总；2.例题讲解3.通过斜面提升重物的实验数据分析机械效率η的数值特征。介绍机械效率概念的物理意义和这个参数的特征。利用斜面实验的数据得出使用任何机械都不省功。小结1.使用任何机械都不省功；2.用机械效率η来衡量不省功的效能；3.机械效率是可变的；4.实际中的机械效率η<1。主要内容小结。练习练习1、关于机械效率，下列说法正确的是（）A.机械效率高的机械，做的有用功多B.机械效率低的机械，做的额外功少C.机械效率低的机械，做的有用功占总功的比值小D.机械效率高的机械，做的功快练习2.在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面