北京市第八十中学体育运动学校 王 峥
本节由“有用功和额外功”与“机械效率”两部分构成,其中机械效率是本节课重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功,以便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。
1.知识能力:学生学习了功和简单机械的计算,具备了简单的实验操作能力;
2.心理能力:思维较活跃,活泼好动,对实验感兴趣,很想自己探究问题,但不知如何下手,实验设计能力和分析归纳能力有待提高。
根据《课标》要求,本节课要让学生知道机械效率,了解提高机械效率的途径和意义。因此本节课主要设计思路如下:
1.以“小明家装修提沙子到三楼”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?让学生猜测并通过数据分析后发现,动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。通过回归教材,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。
2.通过实验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后,把效率问题延伸到学生的学习和生活中。
1.学生能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功
2.学生能说出机械效率的含义,知道机械效率小于1
3.学生能利用机械效率的公式进行简单的计算。
4.通过实验了解影响滑轮组机械效率的因素
通过组装实验装置,测量数据、得出结论,提高学生实际探究能力
体会提高机械效率的实际意义和方法,增强将科学服务于人类的责任感
1.教学重点:有用功、额外功、总功以及机械效率的概念和有关计算
2.教学难点:测量滑轮组的机械效率
多媒体设备 实物投影仪 动滑轮 定滑轮 钩码 铁架台弹簧测力计 刻度尺 细线等
小枫家装修,需要把地面的沙子运到三楼。一家人分别选择了以上四种种方式。哪种方式最好?让学生计算出同样把重力为100N沙子运到6米高的3楼,四种方式中克服重物重力做功分别是多少?动力做功是多少?(预习作业)
老师追问:在使用动滑轮提升沙子时,动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗?
学生:思考回答问题
打开课本阅读课本内容回答:什么是有用功?什么是额外功?什么是总功?
学生:根据快速阅读找到答案做标记
1.针对练习:小明用水桶从井中提水,他所做的哪部分功是有用功?哪部分是额外功?如果水桶掉进井里了,她从井里捞桶时,桶里带了一些水,这时哪部分是有用功?哪部分是额外功?
2.教师追问:我们在使用机械的时候希望有用功占总功的比例高好还是低好?
3.教师引导:我们希望在使用机械时,有用功在总功中所占的比例越高越好。我们把这个比例叫机械效率,它表示的是机械的性能,机械性能越好,效率越高。
4.板书:有用功跟总功的比值叫做机械效率。
公式:
针对练习1:起重机把质量为0.5t的重物提升了3m,而它对电动机所做的功是34000J,起重机的机械效率是多少?(g=10N/Kg)
针对练习2:分组计算四种情景下的机械效率分别是多少?观察各组机械效率结果有什么特点?
机械效率小于1,机械效率没有单位
学生:思考并回答问题
小明家的事例告诉我们使用滑轮的机械效率相对较高,那么使用滑轮组的机械效率是多大呢?让我们来通过实验测量滑轮组的机械效率
实验器材:定滑轮、动滑轮、勾码、铁架台、弹簧测力计、细线、刻度尺。
思考:需要测量哪些物理量?用什么测量仪器?
要求:
(1)按照学案要求设计实验表格,完成实验数据的填写
(2)充分发挥小组合作的优势:1人操作,1人读数,1人记录)
(3)分层次实验,每组提升重物不同(提升勾码质量不同
教师巡视各小组实验情况,及时纠正学生在实验中经常发生的一些错误操作
展示实验结果、评估与交流实验结论
滑轮组的机械效率与____有关
思考:
(1)日常生活中还有很多机械,提高机械效率的意义是什么?
(2)如果想提高机械效率,还可以怎样做?ppt学生小组交流与汇报
学生:小组分工实验操作,汇报和交流提高机械效率的意义和方法以及实验经验
机械效率
2.机械效率 η=W有/W总……
机械效率小于1,没有单位
3.机械效率的高低与物体重力大小有关
本节课以“小明家装修提沙子到三楼”为背景,提出问题:动力对绳子做功等于克服重物重力所做的功吗?让学生猜测并通过数据分析后发现,动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。通过回归教材,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。
由于有用功、额外功和总功等概念较抽象易混,因此通过针对训练中提水和捞桶问题加以区分;由于学生的认知水平足以理解有用功在总功中所占的比例越高越好,从而引出机械效率相关知识,再通过一个例题规范学生的计算题格式。然后设计课本实验测量滑轮组机械效率,实验中分组实验,提供不同质量的勾码,为后面思考滑轮组机械效率大小与什么因素有关,以及怎样提高滑轮组机械效率做铺垫。
小组交流结束后,学生汇报提高机械效率的意义是什么?如果想提高机械效率,还可以怎样做?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