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物理

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12.3《机械效率》教学设计  

2015-12-06 22:56:30|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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12.3《机械效率》教学设计  

 一、教学目标

(一)知识与技能

1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。

2.明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的计算。

3.能设计实验,测定某种简单机械的机械效率。

(二)过程与方法

1.通过探究使用动滑轮的特点,知道使用机械就要做额外功。

2.通过实验与讨论,认识提高机械效率的主要方法。

(三)情感态度与价值观

知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。

二、教学重难点

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。

重点:机械效率的概念和有关计算。

难点:测量滑轮组的机械效率。

三、教学策略

以“利用动滑轮提升重物”为背景,提出问题:动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗?让学生猜测并设计实验来验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现,动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。进一步分析讨论,引出有用功、额外功和总功,以及它们之间的关系和效率的概念。通过理解、运用机械效率解决实际问题,认识到提高机械效率的两种方法:减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题之后,把效率问题延伸到学生的学习和生活中。使学生明白只有提高学习效率才能顺利完成任务。

四、教学资源准备

多媒体设备、实物投影仪、动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。

五、教学过程


教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

(5分钟)

小明家最近买了一处新楼房,家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼。请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?

学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

图1

如图1所示的三种方法供参考:第1种是人直接提着沙子上楼;第2种是把沙子放进桶里,人通过动滑轮把沙子拉上楼;第3种是把沙子放进质量较小的袋子里,人通过动滑轮把沙子拉上楼。

请学生发表自己的见解,提出各种方案。并对各个方案进行讨论,比较优缺点。

 

 

经过讨论明确第一种方法太不方便。第三种方法最学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!好,因为它比第二种方法用的力小。提升相同高度做的功少。

创设真实的情景,容易激发学生兴趣,顺利进入教学。

 

通过讨论,为下面学习有用功与额外功做好铺垫。

 

新课教学

(30分钟)

一、有用功和额外功

结合用动滑轮提升沙子,请同学们观看提沙子过程的视频。思考:

1.在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功?

2.无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功?

3.在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么?

板书:一般来说,机械对外所做的功为有用功,机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功,动力对机械所做的功为总功。

总功等于有用功与额外功之和。

指出:前面实验中,第三种方法最学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!好,因为第三种方法做的额外功最少,总功最少。

讨论:不使用机械直接提升物体做的功,与使用机械提升物体做的功一样吗?(手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗?)怎样探究这个问题?

1.设计实验方案:用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮,沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

2.为了探究上述问题需要测量的物理量是:手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。

3.改变钩码的数量,重复上述测量。

4.设计表格,将实验数据填入表中。


次数

手的拉力F/N

手移动距离s/m

钩码重G/N

钩码上升高度h/m

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 


5.分析实验数据:

(1)手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等?

(2)哪一个做的功多一些?

(3)你认为产生这一现象的原因是什么?

 

 

 

进一步思考并回答。

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

边实验边填表。

分析实验误差,指出要使重物重一些,误差就会小一些。

 

 

 

(1)不相等

(2)手拉绳做的功多

(3)有摩擦,在提起重物时还要提起动滑轮。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

进一步理解有用功和额外功。并会测量有用功和总功。

二、机械效率

工作中,我们总是学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!占的比例越大越好。在物理学中,用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。

12.3《机械效率》教学设计 - 物理 - 物理

计算公式:12.3《机械效率》教学设计 - 物理 - 物理

三者之间的关系:12.3《机械效率》教学设计 - 物理 - 物理

注意:对于实际机械,由于总是有额外功存在,η<1。

组织学生讨论:

1.机械效率有单位吗?

2.为什么机械效率没有大于1的?

3.用小数和百分数来表达机械效率,你认为那种表达更好?

通过多媒体展示例题:

利用如图2所示的滑轮组,在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m,绳重、摩擦不计。

求:总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。

12.3《机械效率》教学设计 - 物理 - 物理

图2

(1)组织学生分析、讨论、计算

(2)展示学生解题过程

(3)总结、评价

如何测量滑轮组的机械效率:

1.实验原理:12.3《机械效率》教学设计 - 物理 - 物理

2.器材:刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2m的细绳。

3.步骤:

①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。

②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。

③缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F值,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,将这三个量填入表格。

④算出有用功W有用、总功 W总功、机械效率η并填入表格。

实验次数

G  (N)

h(m)

W有用(J)

F(N)

s(m)

W总(J)

η

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

结论:

1.动滑轮重一定,物重越大,机械效率高。

2.物重一定,动滑轮越重,机械效率低。

讨论:如何提高滑轮组的机械效率?

讨论后得出:

提高滑轮组的机械效率的主要方法有:尽可能地增加物重,减小动滑轮重,减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。

 

 

 

 

 

 

经过讨论回答:机械效率没有单位, 总小于1,用百分数表示。

意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、额外功和总功的概念。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生动手实验

 

 

理论联系实际,培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践的意识。

 

 

 

 

 

锻炼分析实际问题的能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通过交流与合作,培养学生团结合作精神。

 

 

 

 

 

 

课堂小结

(5分钟)

让学生分组讨论,总结本节学到了什么知识,有哪些收获?

 

学生自己归纳总结,分小组发言,教师对学生归纳发言较好的给予表扬,并指出其中的不足。

 

让学生有表现自我的机会,并且发现学习过程中出现的问题。


 

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