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12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破  

2014-12-21 20:33:12|  分类: 重难点突破 |  标签: |举报 |字号 订阅

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12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破

一、教学内容分析

机械效率是衡量机械性能的重要指标,也是学习其他效率,如热机效率的基础,具有十分重要的现实意义。机械效率概念涉及面广,内容抽象,并且是利用两个功的比值来定义该物理量,学生较难把握。教学中要运用各种教学手段,让学生多看、多比较、多练习,从不同的角度去体会效率的意义,联系生活实际,把效率问题从简单机械延伸到生活的方方面面,包括在学习和生活中增强提高效率的意识。

本节内容由“有用功和额外功”“机械效率”两部分构成,机械效率是本节教学的重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功,使学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程,如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程,激发学生的学习兴趣,同时增加他们的实践体验。

二、重难点突破

教学过程中利用课本资源创设情境,激发学生的求知欲。通过设计、动手实验发现动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升重物所做的功,分析数据后自主学习认识使用机械的三个功以及它们之间的数量关系,建立机械效率的概念,算一算机械效率,议一议影响动滑轮机械效率的因素,说一说怎样提高机械效率,举例说明学习和生活中的效率问题等,力求教学方式多样化,学习形式更富吸引力,课堂具有更多的生成性。在每一环节中均对学生的表现给予准确、恰当、即时的评价,让学生体验成功、感受自信,使整个课堂生动、活跃起来,充分展示每一个鲜活的生命个体,关注每一个学生的成长与发展。

1.有用功和额外功

突破建议:

有用功和额外功是学习机械效率的关键概念。教师应该以动滑轮做功为例,通过演示实验,让学生分析实验中动力对机械(动滑轮)所做的功和机械提升重物所做的功(动滑轮对钩码所做的功)并不相等这一事实,有一个较为直观的认识,并以这一事实为依据,通过分析、讨论导出机械效率的概念。实验中,要分别测出手的拉力F、手移动的距离s、钩码所受的重力G和钩码上升的高度h。实验中通常只用一把刻度尺,无法同时测出s和h的数值,教师可以引导学生只测量h的数值,再利用的关系:s=2h,求出s的数值。教学中应启发诱导学生认识动力(人或电动机)对机械所做的功是总功,机械对物体所做的功为有用功,或者说不利用机械,直接用手移动物体所做的功是有用功,机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功。

2.机械效率

突破建议:

既然使用各种机械做功时,不可避免地要做额外功,而人们又希望比较有用功在总功中所占的比例,因此引入机械效率这一概念,并定义为有用功跟总功的比值。通过前面的学习,学生已经认识三个功以及它们之间的关系,由上面的对多余的功(即额外功)的讨论,引导学生认识到有用功和总功数量上相差越小越好。这样学生对机械效率的含义就有了了解。

对于测量滑轮组机械效率的实验,由于对学生的操作技能要求较高,要逐步引导学生讨论,理清实验的各个环节。比如要会分析实验原理、组装实验装置、进行实验收集证据、分析数据得出结论等。利用滑轮组提升物体时,目的是把物体提升到一定高度处。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。滑轮组的机械效率是12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破 - 物理 - 物理,因此,我们需要测量四个物理量: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做匀速运动。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- h1。绳自由端通过距离s的测定可先在细绳与动滑轮或定滑轮相切处做个记号,再拉弹簧测力计,测量这个记号处到细绳与动滑轮或定滑轮相切处的长度,即得s。

怎样提高机械效率?教师引导学生从机械效率公式η=12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破 - 物理 - 物理/W总=12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破 - 物理 - 物理/(12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破 - 物理 - 物理+W额外)入手,注意从两个方面进行讨论:第一是减小额外功。学生通过讨论可以认识到,保持良好的润滑,减小滑轮的轮与轴之间的摩擦,减小动滑轮的自重等方法都能减小额外功,提高机械效率。第二是增加有用功。如果该机械的额外功(W额外)一定,有用功(12.3第十二章 简单机械 第三节 机械效率 重难点突破 - 物理 - 物理)越大,机械效率越高。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。通过讨论和计算,让学生认识到,同一种机械在不同的条件下,机械效率可能不同,尽量在机械满载的情况下工作,是提高机械效率的方法之一。



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