第3节机械效率教学设计及说课稿

地区： 湖北省 - 武汉市 - 洪山区

学校：华中师范大学第一附属中学

第3节　机械效率 初中物理       人教2011课标版

知识与技能：

1．知道有用功、额外功和总功概念。

2．理解机械效率概念和物理意义。

过程与方法：通过分析研究动滑轮机械效率实验，培养学生科学思维方法和动手操作的能力。

情感、态度与价值观：在实验中培养合作精神，养成实事求是，尊重事实的科学态度。

1.学生已有的认知水平。（1）已有知识：学生学习了机械功的概念，知道功的原理——任何机械都不省功。学习了杠杆、滑轮等简单机械的知识。（2）已有技能：学生掌握组装滑轮组的方法。会用弹簧测力计测量力的大小。会使用刻度尺测量物体（或绳端）移动的距离，会计算功的大小。具备一定的实验设计与探究能力。 2.可能出现的问题。学生通过前一节“功”的学习，对于物体做机械功有一定的分析能力，但尚不能熟练掌握。用比值定义机械效率，其物理意义不易理解。

学生回答： 挂着重物轻的好，因为轻，省力 挂着重物多，上升到五楼，做的功多。

教师分析：用动滑轮提升钩码，滑轮对钩码做了功，这是提升钩码所需要的功，称为有用功（Ｗ有）。从功的角度再分析，为什么这一组好？

学生回答： 相同滑轮，提着重物多的，做的有用功多，所以滑轮提重物要好些。

学生回答：

小滑轮提升重物的好，此时有用功相同，但大滑轮要重些，做的功多些。

教师分析：使用动滑轮提升钩码时，动滑轮也上升了一段距离，因此对动滑轮也做了功。这虽然不是我们希望做的功，但是不得不做，称为额外功（Ｗ额）。绳端在力的方向上移动了一段距离，手对绳子的拉力做了功。拉力所做的功是把物体和滑轮一起向上提升。称为总功（Ｗ总）。 总功（Ｗ总）等于有用功（Ｗ有） 与额外功（Ｗ额）之和。 Ｗ有＋Ｗ额＝Ｗ总。

从功的角度再分析，为什么这一组好？ 总结：对于这三组，通过对比的方法可知：在额外功相同时，有用功越多越好。在有用功相同时，额外功越少越好。

学生回答：

小滑轮挂大重物那一组好，因为它的额外功少，有用功又多

学生回答：实验测量。分别测量Ｔ、Ｇ、Ｆ、ｈ、Ｓ

用对物体的拉力Ｔ乘以物体上升的距离ｈ得到有用功Ｗ有；

用人的拉力Ｆ乘以绳端移动的距离Ｓ得到总功Ｗ总。

教师说明：注意： 1．弹簧测力计是已调零的。 2．为了便于分析和计算，物体上升高度设为0.1m。 3．使用弹簧测力计前注意调零，来回拉几下。

教师巡视并指导实验。

教师引导：由有用功和总功怎样分析哪组更好？为什么？讨论一下。

学生回答： 有用功在总功中所占的比例大的更好。说明人所做功中有用的部分多，也可以说明人所做功中没有用的部分少。

在物理学中将有用功和总功的比值，叫做机械效率，用η表示。 机械效率通常用百分数表示。 η=W有/W总=W有/(W有+W总）

机械效率的值有什么特点？为什么？

学生回答：机械效率总小于1。因为Ｗ有＜Ｗ总。

计算这两组装置的机械效率。

学生计算， “重轮提重物”机械效率83.3%； “轻轮提轻物”机械效率62.5%。

归纳结论：用小滑轮提升大钩码机械效率高，即“轻轮”提“重物”的机械效率最高。

展示几种机械的图片：

早期蒸汽机1%    

瓦特改良后的蒸汽机6%-15%

汽油机         柴油机

22%-27%       28%-37%

起重机：40%-50%

空气喷气发动机：50%-60%

你学到了什么？有什么感受？

课后思考：机械效率与哪些因素有关？机械效率能不能提高？怎样研究杠杆、斜面的机械效率？

学生交流发言。

第3节　机械效率

第3节　机械效率

学生回答： 挂着重物轻的好，因为轻，省力 挂着重物多，上升到五楼，做的功多。

教师分析：用动滑轮提升钩码，滑轮对钩码做了功，这是提升钩码所需要的功，称为有用功（Ｗ有）。从功的角度再分析，为什么这一组好？

学生回答： 相同滑轮，提着重物多的，做的有用功多，所以滑轮提重物要好些。

学生回答：

小滑轮提升重物的好，此时有用功相同，但大滑轮要重些，做的功多些。

教师分析：使用动滑轮提升钩码时，动滑轮也上升了一段距离，因此对动滑轮也做了功。这虽然不是我们希望做的功，但是不得不做，称为额外功（Ｗ额）。绳端在力的方向上移动了一段距离，手对绳子的拉力做了功。拉力所做的功是把物体和滑轮一起向上提升。称为总功（Ｗ总）。 总功（Ｗ总）等于有用功（Ｗ有） 与额外功（Ｗ额）之和。 Ｗ有＋Ｗ额＝Ｗ总。

从功的角度再分析，为什么这一组好？ 总结：对于这三组，通过对比的方法可知：在额外功相同时，有用功越多越好。在有用功相同时，额外功越少越好。

学生回答：

小滑轮挂大重物那一组好，因为它的额外功少，有用功又多

学生回答：实验测量。分别测量Ｔ、Ｇ、Ｆ、ｈ、Ｓ

用对物体的拉力Ｔ乘以物体上升的距离ｈ得到有用功Ｗ有；

用人的拉力Ｆ乘以绳端移动的距离Ｓ得到总功Ｗ总。

教师说明：注意： 1．弹簧测力计是已调零的。 2．为了便于分析和计算，物体上升高度设为0.1m。 3．使用弹簧测力计前注意调零，来回拉几下。

教师巡视并指导实验。

教师引导：由有用功和总功怎样分析哪组更好？为什么？讨论一下。

学生回答： 有用功在总功中所占的比例大的更好。说明人所做功中有用的部分多，也可以说明人所做功中没有用的部分少。

在物理学中将有用功和总功的比值，叫做机械效率，用η表示。 机械效率通常用百分数表示。 η=W有/W总=W有/(W有+W总）

机械效率的值有什么特点？为什么？

学生回答：机械效率总小于1。因为Ｗ有＜Ｗ总。

计算这两组装置的机械效率。

学生计算， “重轮提重物”机械效率83.3%； “轻轮提轻物”机械效率62.5%。

归纳结论：用小滑轮提升大钩码机械效率高，即“轻轮”提“重物”的机械效率最高。

展示几种机械的图片：

早期蒸汽机1%    

瓦特改良后的蒸汽机6%-15%

汽油机         柴油机

22%-27%       28%-37%

起重机：40%-50%

空气喷气发动机：50%-60%

你学到了什么？有什么感受？

课后思考：机械效率与哪些因素有关？机械效率能不能提高？怎样研究杠杆、斜面的机械效率？

学生交流发言。