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機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)(通用5篇)
作為一位無(wú)私奉獻(xiàn)的人民教師,總歸要編寫教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),將教學(xué)諸要素有序安排,確定合適的教學(xué)方案的設(shè)想和計(jì)劃。如何把教學(xué)設(shè)計(jì)做到重點(diǎn)突出呢?以下是小編為大家收集的機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)(通用5篇),僅供參考,希望能夠幫助到大家。
機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)1
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解有用功、額外功、總功及三者之間的關(guān)系;理解機(jī)械效率的定義和公式,能夠利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
2、通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)有用功、額外功和總功;通過(guò)參與探究斜面機(jī)械效率的活動(dòng),學(xué)習(xí)擬訂簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。
3、本節(jié)課注重與生活的聯(lián)系;關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的機(jī)械效率,具有用機(jī)械效率來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)械的意識(shí),從而增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
1、有用功、額外功、總功的'意義及三者之間的關(guān)系;機(jī)械效率的概念。
2、影響機(jī)械效率大小的因素。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課
【創(chuàng)設(shè)情境】
教師出示一張圖片。提出問(wèn)題:生活中聽過(guò)關(guān)于效率的詞語(yǔ),學(xué)生能夠回答出:工作效率,學(xué)習(xí)效率等。根據(jù)學(xué)生回答引出課題《機(jī)械效率》。
環(huán)節(jié)二:新課講授
【生成概念】
組織學(xué)生完成書中“使用動(dòng)滑輪是否省功”這一實(shí)驗(yàn)。
提出問(wèn)題:學(xué)生猜想定滑輪和動(dòng)滑輪拉同一物體到同一高度做的功是否相同。
實(shí)驗(yàn):
。1)讓一位同學(xué)到講臺(tái)上,一位同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度,并計(jì)算拉力所做的功。
(2)再讓另一位同學(xué)到講臺(tái)上,用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度,在做這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)之前,提問(wèn)兩次拉力做的功是否相同,然后開始實(shí)驗(yàn),再次計(jì)算拉力所做的功。
提問(wèn),兩次實(shí)驗(yàn)中拉力做的功為什么不同?提問(wèn)后總結(jié):盡管使用動(dòng)滑輪會(huì)省力,但由于滑輪本身所受的重力所受的重力以及摩擦等因素的影響,所以通過(guò)動(dòng)滑輪拉動(dòng)鉤碼,拉力做的功要多一些。
環(huán)節(jié)三:鞏固提高
【深化理解】
學(xué)完本節(jié)課的新內(nèi)容之后,讓學(xué)生小組討論,機(jī)械效率是否能夠達(dá)到100%。
通過(guò)總結(jié)學(xué)生回答得到機(jī)械效率不能達(dá)到100%。
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
小結(jié):教師提問(wèn)學(xué)生回答的方式進(jìn)行總結(jié),梳理本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)。
作業(yè):如何提高生活中常見機(jī)械的工作效率。
機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)2
教學(xué)目標(biāo)
1、知道有用功、額外功、總功
2、理解機(jī)械效率,會(huì)計(jì)算機(jī)械效率
教學(xué)重點(diǎn)
1、理解機(jī)構(gòu)效率
2、探究斜面的機(jī)械效率
教學(xué)難點(diǎn)
理解機(jī)械效率
教學(xué)準(zhǔn)備
課件,導(dǎo)學(xué)案
教學(xué)方法
先學(xué)后教,學(xué)案導(dǎo)學(xué),合作達(dá)標(biāo)
教學(xué)后記
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
備注
一、創(chuàng)設(shè)情景,明確目標(biāo)
一、引入新課
小明家最近買了一處新樓房,三樓。想把洗手間、廚房裝修一下,需把沙子運(yùn)到三樓。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)需要,選擇器械幫助小明家解決這個(gè)問(wèn)題,看看哪個(gè)小組選的辦法最好?
二、進(jìn)行新課
假如用動(dòng)滑輪提升沙子,請(qǐng)同學(xué)們觀著提沙子的過(guò)程。
對(duì)誰(shuí)做的功是我們需要的?
。ò鍟杏霉Γ何覀兯枰墓Α#
哪部分功是我們不需要,但不得不做的?
(板書額外功:工作時(shí),對(duì)于額外負(fù)擔(dān)所不得不做的功。)
一共做的功等于什么?
。ò鍟偣Γ河杏霉εc額外功之和。)
假如我們用下面三種方法搬運(yùn)沙子,你認(rèn)為哪一種方法最好?為什么?
討論回答。(第三種方法最好,因?yàn)榈谌N方法做的額外功最少。)
工作中,我們總是希望額外功越少越好;也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。在物理學(xué)中,用機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比例。(板書機(jī)械效率:有用功在總功中所占的比例)表示機(jī)械效率;W有表示有用功;W總表示總功。那么,機(jī)械效率應(yīng)該怎樣表示?
根據(jù)公式計(jì)算,上面斜面的機(jī)械效率是多少?
。C(jī)械效率沒有單位,小于1,常用百分?jǐn)?shù)表示。)
師:同學(xué)們,剛才我們知道上面斜面的機(jī)械效率,任何斜面的機(jī)械效率都一樣嗎?請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)觀察用斜面推物體的情景。
下面我們探究斜面的機(jī)械效率(板書探究:斜面的機(jī)械效率。)
通過(guò)觀察上面用斜面推物體的.情景,對(duì)斜面的機(jī)械效率你能提出什么問(wèn)題?
提出問(wèn)題。
。ㄐ泵娴臋C(jī)械效率與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有什么關(guān)系?)
請(qǐng)同學(xué)們猜想上面提出的問(wèn)題。
根據(jù)提出的問(wèn)題和做出的猜想,選擇其中的一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方案。
小組討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案。
小組實(shí)驗(yàn),同時(shí)設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)。
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你能得出什么結(jié)論?
(五)小結(jié)
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),你有哪些收獲?
1.有用功、額外功、總功;
2.機(jī)械效率:定義、公式、計(jì)算;
3.探究:斜面的機(jī)械效率。)
討論回答。(第三種方法最好,因?yàn)榈谌N方法做的額外功最少。)
工作中,我們總是希望額外功越少越好;也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。在物理學(xué)中,用機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比例。(板書機(jī)械效率:有用功在總功中所占的比例)表示機(jī)械效率;W有表示有用功;W總表示總功。那么,機(jī)械效率應(yīng)該怎樣表示?
根據(jù)公式計(jì)算,上面斜面的機(jī)械效率是多少?
。C(jī)械效率沒有單位,小于1,常用百分?jǐn)?shù)表示。)
師:同學(xué)們,剛才我們知道上面斜面的機(jī)械效率,任何斜面的機(jī)械效率都一樣嗎?請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)觀察用斜面推物體的情景。
下面我們探究斜面的機(jī)械效率(板書探究:斜面的機(jī)械效率。)
通過(guò)觀察上面用斜面推物體的情景,對(duì)斜面的機(jī)械效率你能提出什么問(wèn)題?
提出問(wèn)題。
(斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有什么關(guān)系?)
機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)3
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能
1.知道利用斜面拉物體時(shí),有用功與總功的計(jì)算方法,會(huì)計(jì)算斜面的機(jī)械效率。
2.會(huì)測(cè)定斜面的機(jī)械效率,并會(huì)運(yùn)用控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。
3.知道提高機(jī)械效率的意義和主要方法。
二、過(guò)程與方法
1.從生活實(shí)際出發(fā),培養(yǎng)探究物理學(xué)的有關(guān)知識(shí)的興趣以及深入認(rèn)識(shí)事物的能力。
2.親身經(jīng)歷測(cè)量斜面機(jī)械效率的過(guò)程,通過(guò)參與探究影響斜面的機(jī)械效率因素的活動(dòng),學(xué)習(xí)擬定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案,并培養(yǎng)自主合作探究的能力。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的機(jī)械效率,具有用機(jī)械效率來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)械的意識(shí)。
2.通過(guò)探究活動(dòng),進(jìn)行充分的交流與合作,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神。
【實(shí)驗(yàn)教具】
學(xué)生用實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、木板斜面、毛巾、玻璃、帶鉤的方木塊、長(zhǎng)方體鐵塊、砝碼。
老師用實(shí)驗(yàn)器材:器材同上。
軟件:Flash課件。
【教學(xué)過(guò)程】
一、創(chuàng)設(shè)情景,導(dǎo)入新課
師:工人往高處搬重物時(shí),一般會(huì)用什么方法?
生:用木板搭成一個(gè)斜面,把重的東西推上去或拉上去。
師:為什么這么做呢?
生:因?yàn)樾泵婵梢允×Α?/p>
師:斜面這種省力的機(jī)械,在生活中有許多運(yùn)用,同學(xué)們都見過(guò)哪些斜面?
生:盤山公路就是一個(gè)大斜面。(大屏幕)
師:還有嗎?
生:我們騎自行車上坡時(shí),走S形路線會(huì)更容易一些。也是利用了斜面可以省力。
師:這盤山公路像不像S形?
師:橋梁的引橋也是一個(gè)斜面,而且橋面越高,引橋也越長(zhǎng)。(大屏幕)
師:既然使用斜面可以省力,那能不能省功呢?
生:不能。因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功。
師:說(shuō)得很好。實(shí)際上使用任何機(jī)械都會(huì)不可避免的做一些額外功,這樣使得有用功總是小于總功,有用功占總功的百分比就是機(jī)械效率,我們用它來(lái)描述利用機(jī)械做功的效率,那么斜面的機(jī)械效率到底與哪些因素有關(guān)呢?它的省力情況與它的機(jī)械效率有什么關(guān)系嗎?
二、合作交流,解讀探究
1.提出問(wèn)題:
師:這節(jié)課我們就一起來(lái)探究斜面的機(jī)械效率。
師:我們利用斜面做功時(shí),目的是把物體抬到一定高度處。我們不把它豎起提升,而是沿著斜面把它拉上去,這是為了省力。演示:請(qǐng)看這里,沿斜面拉物體時(shí),什么是有用功?什么是總功?如何計(jì)算斜面的機(jī)械效率?
生:克服物體重力所做的功是有用功,拉力所做的功是總功。
師:我們需要哪些測(cè)量?jī)x器?需要測(cè)量哪些物理量呢?
生:需要彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺。要測(cè)出物體重力,斜面高度,拉力,斜面長(zhǎng)度。
斜面的機(jī)械效率:(大屏幕)
師:你們準(zhǔn)備怎樣測(cè)量拉力的大小?
生:用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住物體,沿斜面勻速向上拉,讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為拉力的大小。
師:知道了如何測(cè)量斜面的機(jī)械效率了,同學(xué)們猜想一下,斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)呢?
2.進(jìn)行猜想:
生:斜面的機(jī)械效率可能與斜面的高度、斜面長(zhǎng)度、傾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物體重力有關(guān)。(大屏幕)
師:能說(shuō)說(shuō)你們的猜想依據(jù)嗎?
生:我覺得可能與斜面的粗糙程度有關(guān),斜面越粗糙,克服摩擦力所做的額外功就越多,機(jī)械效率越低。
師:有道理。摩擦是影響機(jī)械效率的一個(gè)重要因素,摩擦力越大,做的額外功就越多,機(jī)械效率就越低。
生:我覺得可能與斜面的傾斜程度有關(guān),斜面的傾斜程度越大,把物體提升得也越高,機(jī)械效率就越高。
生:我認(rèn)為可能與斜面的坡度有關(guān)。坡度越大,斜面的機(jī)械效率越高。
生:我覺得可能與物體的重力有關(guān),物體越重,所以機(jī)械效率高(或越低)。
生:我認(rèn)為可能與斜面的長(zhǎng)度有關(guān),斜面越長(zhǎng),克服摩擦力所做的額外功也越多,機(jī)械效率就越低。
生:我認(rèn)為可能與物體對(duì)斜面的壓力有關(guān),壓力越大,機(jī)械效率越低(或越高)。
生:我認(rèn)為可能與斜面的高度有關(guān),斜面越高,做的有用功就越多,機(jī)械效率越高。
師:很不錯(cuò),同學(xué)們猜想了這么多因素,而且說(shuō)得有理有據(jù)。我們能不能把這些因素中相類似的因素合并合并,把問(wèn)題簡(jiǎn)化一下呢?誰(shuí)來(lái)說(shuō)?
生:我覺得斜面的坡度與斜面的傾斜程度可以合并。
師:坡度與傾斜程度是不是一個(gè)意思呀?
生:我覺得物體對(duì)斜面的壓力與物體的重力可以合并。
師:物體越重,對(duì)斜面的壓力也越大,那我們把它們合并為重力,因?yàn)閴毫Σ惶脺y(cè)量。
生:我認(rèn)為斜面的高度與斜面的長(zhǎng)度也都可以合并為斜面的傾斜程度,因?yàn)楣潭ǜ叨,只改變長(zhǎng)度或固定長(zhǎng)度只改變高度都相當(dāng)于改變了斜面的傾斜程度,效果是一樣的。
師:說(shuō)得有道理,你能來(lái)演示給我們看看嗎?
生:演示并解說(shuō)。把斜面長(zhǎng)度固定,只改變斜面高度,斜面的傾斜程度變了;把斜面高度固定,只改變斜面的長(zhǎng)度,斜面的傾斜程度也變了。這兩種方法達(dá)到的效果是一樣的。
師:這兩種方法都改變了斜面的傾斜程度。但哪一種方法更簡(jiǎn)便?
生:固定高度,改變斜面的長(zhǎng)度更簡(jiǎn)便。
師:按照同學(xué)們的討論結(jié)果,進(jìn)行合并后,影響斜面的機(jī)械效率的因素有幾個(gè)?
生:斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度、物體重力。(大屏幕)
3.設(shè)計(jì)方案:
師:要證明同學(xué)們的猜想是否正確,最好的辦法就是做實(shí)驗(yàn),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。但是在做實(shí)驗(yàn)之前,我們必須先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案,因?yàn)橹挥羞@樣,才能讓實(shí)驗(yàn)有條不紊的進(jìn)行。
師:當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān),我們用什么方法來(lái)進(jìn)行探究呢?
生:控制變量法。
師:當(dāng)一個(gè)量與多個(gè)因素有關(guān),在探究其中一個(gè)因素時(shí),我們要控制其它的因素一定,這就是控制變量法。由于探究的因素較多,我們的時(shí)間也有限,所以各小組的同學(xué)只能就其中一個(gè)你比較感興趣的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行探究,各小組討論一下,我來(lái)分分組,同時(shí)請(qǐng)各小組組長(zhǎng)來(lái)領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。把你們的設(shè)計(jì)方案寫下來(lái),畫出實(shí)驗(yàn)的圖例和實(shí)驗(yàn)表格。
生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),師巡視。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)給與幫助。
4.展示交流結(jié)果:
生1:在探究斜面機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系時(shí),控制斜面的粗糙程度和物體重力一定,改變斜面的傾斜程度。分別就較緩、較陡、最陡做三次。這是我們的設(shè)計(jì)方案圖和表格。
師:大屏幕展示方案一。(強(qiáng)調(diào)材料任意選擇其中一種)(動(dòng)畫及表格)
5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
師:方案已經(jīng)制定出來(lái)了。下面就開始實(shí)驗(yàn)吧。同學(xué)們邊做實(shí)驗(yàn)邊記錄數(shù)據(jù)。
生:做實(shí)驗(yàn)。師巡視。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)幫助。
6.分析論證,得出結(jié)論
師:同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)做完了嗎?做完了。把你們的數(shù)據(jù)及結(jié)論拿到前面來(lái)展示一下,讓大家來(lái)分享你們的實(shí)驗(yàn)成果吧。哪個(gè)小組先來(lái)?你們小組先來(lái)吧。
生:展示實(shí)驗(yàn)。先把實(shí)驗(yàn)報(bào)告拿到展示臺(tái)下展示,然后一個(gè)同學(xué)做演示,一個(gè)同學(xué)解說(shuō)。
生1:我們探究的是斜面的機(jī)械效率與傾斜程度的關(guān)系。我們首先測(cè)出了物體重力,記入了表格。實(shí)驗(yàn)時(shí),我們選擇的是──斜面。先讓斜面的傾斜程度較小,把物體沿斜面勻速拉上斜面,讀出拉力的大小,記入表格,再用刻度尺測(cè)出斜面的長(zhǎng)度和高度也分別記入表格。然后逐漸增大斜面的傾斜程度,按同樣的方法重做兩次實(shí)驗(yàn)。最后算出較緩時(shí)為**,較陡時(shí)為**,最陡時(shí)為**。所以我們得出的結(jié)論是:斜面的傾斜程度越大,機(jī)械效率越高。
師:真不錯(cuò),說(shuō)得這么詳細(xì)。為他們鼓掌。
師:其它探究機(jī)械效率與斜面傾斜程度關(guān)系的小組得出的結(jié)論與他們的相同嗎?
生:我們選擇的是毛巾斜面,也得到了同樣的結(jié)論。
師:下面哪個(gè)小組上來(lái)展示?
生2:我們小組探究的是斜面的機(jī)械效率與斜面粗糙程度的關(guān)系。控制斜面的傾斜程度和物體重力一定,也是先測(cè)出了物體重力,記入了表格中,實(shí)驗(yàn)時(shí),先在木板表面鋪上毛巾,把物體沿毛巾斜面勻速拉上斜面,記下拉力大小,記入表格,用刻度尺測(cè)出斜面長(zhǎng)度和斜面高度分別記入表格中。然后再在木板斜面和玻璃斜面重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。最后分別算出在毛巾表面上時(shí)為**,木板表面上時(shí)為**,玻璃表面上時(shí)為**,我們得出的結(jié)論是:斜面越粗糙,斜面的機(jī)械效率越低。
師:其它探究這個(gè)因素的小組得到的結(jié)論是一致的嗎?
生3:我們探究的是斜面的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系?刂菩泵娴膬A斜程度和斜面的粗糙程度均相同,先測(cè)出木塊重力,記入表格中,把它沿斜面勻速拉上斜面,測(cè)出拉力的大小記入表格中,同時(shí)測(cè)出斜面長(zhǎng)度和斜面高度,也分別記入表格中,然后逐漸在木塊上加砝碼,改變物體重力,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。最后算出較輕時(shí)的為**,較重時(shí)為**,最重時(shí)為**。這三次的近似相等,所以在誤差范圍內(nèi),我們得出的結(jié)論是:斜面的機(jī)械效率與物體重力無(wú)關(guān)。
師;同學(xué)們都說(shuō)得非常好。綜合一下同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。我們可以得出影響斜面的機(jī)械效率的因素只有兩個(gè),即斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度。具體的關(guān)系怎樣說(shuō)才算是嚴(yán)密的呢?
生:在斜面的粗糙程度一定時(shí),斜面的傾斜程度越大,斜面的機(jī)械效率越高。
生:在斜面的傾斜程度一定時(shí),斜面越粗糙,斜面的機(jī)械效率越高。
生:斜面的傾斜程度與物體的重力無(wú)關(guān)。
師:說(shuō)得非常好。(大屏幕展示結(jié)論)
7.評(píng)估與交流
師:我們回到剛才第一個(gè)表格中,同學(xué)們有沒有什么新的發(fā)現(xiàn)?
生:我還發(fā)現(xiàn),傾斜程度越小,拉力越小,也就是越省力。
師:那綜合分析一下省力情況與機(jī)械效率大小,你可以得到什么結(jié)論?
生:斜面越省力,機(jī)械效率越低;斜面越費(fèi)力,機(jī)械效率越高。
師:既然斜面的傾斜程度越小,機(jī)械效率越低,那盤山公路為什么還要把斜面修得那么長(zhǎng)呢?
生:為了更省力。
師:特別是對(duì)于較重的物體做功考慮更多的應(yīng)該是省力的問(wèn)題,因?yàn)槿绻悴荒馨岵粍?dòng)動(dòng)物體,你做的功就等于0,你的'機(jī)械效率也將為零。這樣看來(lái),我們應(yīng)該在力所能及的范圍內(nèi),盡量的讓斜面更陡一些,更光滑一些,這樣就能提高斜面的機(jī)械效率了。
師:通過(guò)剛才的探究,你最感興趣的是什么?你還想知道有關(guān)斜面的哪些方面問(wèn)題?(大屏幕)
生:我還想知道斜面在生活中還有哪些應(yīng)用。
師:還有生活中不太起眼的螺絲釘,千斤頂,樓梯等等都是斜面。
生:我想知道為什么斜面的傾斜程度越大,斜面的機(jī)械效率就越大。
師;我們可以采用極端思維法來(lái)思考這個(gè)問(wèn)題:如果斜面的傾斜程度為零,也就是水平,當(dāng)我們沿水平方向拉物體,不可能讓物體升高,在提升物體這方面做的功為0,即機(jī)械效率為0。如果斜面的傾斜程度最大,也就是豎直,沿豎直方向提升物體時(shí),不需要克服斜面摩擦力做額外功了,此時(shí)的機(jī)械效率就等于100%。所以斜面的傾斜程度越小機(jī)械效率越低;斜面傾斜程度越大機(jī)械效率越高。
生:我想知道為什么斜面的機(jī)械效率與物體的重力無(wú)關(guān)。
師:這是因?yàn)槔εc重力成正比,關(guān)于為什么成正比,同學(xué)們到高中就明白了。
生:我還想知道斜面的機(jī)械效率與物體運(yùn)動(dòng)速度是否有關(guān)。
師:你覺得呢?
生:我覺得有關(guān)(或無(wú)關(guān))
師:你想一下啊,無(wú)論速度大還是速度小,只要是勻速,拉物體的力變不變?
生:不變。
師:那你覺得機(jī)械效率與速度有關(guān)嗎?
生:我覺得無(wú)關(guān)。
生:我還想知道物體在斜面上滾動(dòng)時(shí)的機(jī)械效率與滑動(dòng)時(shí)的機(jī)械效率有什么區(qū)別?
師;那你猜一下,滾動(dòng)時(shí)高還是滑動(dòng)時(shí)高?
生:我覺得滾動(dòng)時(shí)高,因?yàn)闈L動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小。
師:嗯,很喜歡動(dòng)腦筋,不錯(cuò)啊。
師:不過(guò),這些只是同學(xué)們的猜想,真正的驗(yàn)證過(guò)程就只能留給同學(xué)們課后去探究了。
師:通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們覺得有哪些收獲,又有哪些不足呢?(大屏幕)
生1:通過(guò)探究我知道了斜面的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān),而且還知道了斜面的省力情況與斜面機(jī)械效率的關(guān)系。
生2:這次探究實(shí)驗(yàn),我們先根據(jù)提出的問(wèn)題,進(jìn)行了猜想,然后通過(guò)小組討論設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案,再通過(guò)實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納出正確結(jié)論,這個(gè)探究方法對(duì)我以后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。
師:方法上的收獲確實(shí)很重要,我們除了要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的探究方法,也要學(xué)習(xí)別人好的學(xué)習(xí)方法,你們說(shuō)是不是呀?有什么不足?
生:我覺得實(shí)驗(yàn)中還是有很多的不足。比如,在測(cè)量拉力的時(shí)候,不能保證勻速拉動(dòng)物體,而且彈簧測(cè)力計(jì)不是固定的,而是運(yùn)動(dòng)的,不便于讀數(shù),拉力的測(cè)量誤差比較大。
生:斜面長(zhǎng)度和斜面高度的測(cè)量也存在一些誤差。
師:所以我們?cè)跍y(cè)量的時(shí)候,都要非常的細(xì)心,這樣才能提高實(shí)驗(yàn)的成功率。
三、應(yīng)用遷移,延伸拓展:
師:效率是一個(gè)很重要的問(wèn)題,提高機(jī)械效率,可以更充分地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用,因?yàn)榭梢詼p少能耗,降低生產(chǎn)成本。效率就是時(shí)間,效率就是金錢,效率就是生命。無(wú)論做什么都會(huì)有效率,無(wú)論什么時(shí)候,我們都要盡量的提高效率。
閱讀理解:效率
除了機(jī)械做功有效率問(wèn)題外,日常生活中的很多事情都有效率問(wèn)題。一家人吃飯,不可能把每粒米都吃進(jìn)肚里,這里我們可用效率表示對(duì)米的有效利用程度。用鉛筆寫字,一支鉛筆的鉛芯都能完全利用嗎?人們總希望這根鉛筆芯被利用的程度越大越好,因而這里的效率反映了對(duì)鉛筆芯的有效利用程度。用爐子燒水的時(shí)候,煤炭不可能都完全燃燒,燃燒的煤炭放出的熱量只有一部分被水吸收,很多熱量浪費(fèi)掉了,在這里我們可用“效率”的高低來(lái)表示對(duì)煤炭和放出的熱量的有效利用率的大小。吹電風(fēng)扇時(shí),消耗的電能除了一部分轉(zhuǎn)化為電風(fēng)扇的機(jī)械能之外,電動(dòng)機(jī)中的線圈由于電流通過(guò)會(huì)發(fā)熱,夏天,電風(fēng)扇工作久了,電機(jī)發(fā)熱就是很好的證明,但產(chǎn)生的這些熱量都白白散失到空氣中了。所以也可以用效率來(lái)表示電能利用率的大小。日常生活中所說(shuō)的“工作效率”、“學(xué)習(xí)效率”、“辦事效率”等等,都是從一定角度反映對(duì)某些事物的有效利用程度。(大屏幕展示文字并配音)
看完這段方字,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)生活中你使用的機(jī)械,想想,怎樣提高機(jī)械效率呢?另外,再結(jié)合自己的學(xué)習(xí)實(shí)際,想想又如何提高學(xué)習(xí)效率呢?
師:這個(gè)問(wèn)題就留給大家課后去思考吧,今天這節(jié)課我們就上到這兒。
機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)4
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)了解什么是有用功、額外功、總功。
。2)理解機(jī)械效率的概念,會(huì)利用公式η=W有用/W總進(jìn)行有關(guān)計(jì)算,知道機(jī)械效率小于1。
。3)知道提高機(jī)械效率的意義和主要方法。
2、過(guò)程與方法
。1)從生活實(shí)際出發(fā),培養(yǎng)探究物理學(xué)的有關(guān)知識(shí),深入認(rèn)識(shí)事物的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
。1)讓學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的機(jī)械效率,具有用機(jī)械效率來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)械的意識(shí)。
(2)通過(guò)探究活動(dòng),進(jìn)行充分的交流與合作,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神。
學(xué)生分析
學(xué)生在前一節(jié)的學(xué)習(xí)中已對(duì)“功”有一定的認(rèn)識(shí),并且在日常生活、學(xué)習(xí)中也體會(huì)到“效率”的問(wèn)題,為這節(jié)教學(xué)的開展和知識(shí)的理解奠定一定的基礎(chǔ)。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1、重點(diǎn):有用功、額外功、總功、機(jī)械效率概念教學(xué)和對(duì)影響機(jī)械效率的因素探究;
2、難點(diǎn):在實(shí)例中有用功、額外功、總功的確定,對(duì)影響機(jī)械效率的因素的理解。
教學(xué)過(guò)程
一、復(fù)習(xí)
。1)功的兩個(gè)必要因素
一是作用在物體上的力。
二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。
。2)功的計(jì)算方法
W=F·S
二、新課教學(xué)
1、思考:
有什么辦法可以將建筑工地上的一堆沙子運(yùn)上三樓?
通過(guò)比較三種做法哪些是有用的功,哪些是沒用的但又不得不做的'功引出機(jī)械的三種功,并總結(jié)出三種功之間的關(guān)系。引入機(jī)械效率。
2、有用功的定義:
對(duì)人們有用的功叫有用功。W有=Gh
3、額外功:人們不需要但又不得不做的功叫額外功。W額=W總—W有
任何機(jī)械本身都受到重力作用,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件間又存在磨擦,所以使用任何機(jī)械,不僅要作有用功,還不得不作,不可避免的要做額外功,這時(shí)動(dòng)力所做的總功等于有用功加額外功。
4、總功:有用功和額外功之和。W總=FS
5、機(jī)械效率:有用功跟總功之比。
有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示,例如總功是500J,有用功是400J,機(jī)械效率就是400J/500J=0.8=80%。
6、了解一些常見機(jī)械的效率。
起重機(jī)的機(jī)械效率一般是40%—50%,滑輪組的效率是50%—70%,抽水機(jī)的機(jī)械效率一般是60%—80%。
7、例題:
用一個(gè)動(dòng)滑輪,將200N的物體勻速提升2m高,拉力F為120N,此動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少?
解:W有=Gh=200N×2m=400J
W總=Fs=120N×4M=480J
η=W有/W總×100℅
=400J/480J×100%=83.3%
8、如保提高機(jī)械效率
通過(guò)對(duì)例題進(jìn)行改動(dòng)得出使用同一動(dòng)滑輪提起的物體越重機(jī)械效率越高,及使用不同的滑輪組提升相同的重物,額外功越少,機(jī)械效率越高。從而得出提高機(jī)械效率的方法。
三、鞏固練習(xí):出示幻燈片,對(duì)本課內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)
四、小結(jié):讓學(xué)生說(shuō)本節(jié)課的收獲有哪些?
五、作業(yè):同步練習(xí)
機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)5
教學(xué)目標(biāo)
1、學(xué)習(xí)組裝滑輪組,掌握測(cè)滑輪組機(jī)械效率的方法。
2、能進(jìn)行滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算。
3、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手、觀察、思維等能力,增強(qiáng)團(tuán)結(jié)合作精神。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1、滑輪組的繞線組裝,
2、重物上升的距離和繩子自由端所通過(guò)距離的測(cè)定。理解S與h的關(guān)系。
3、會(huì)測(cè)滑輪組的機(jī)械效率η。
實(shí)驗(yàn)器材
1個(gè)定滑輪和1個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組,2個(gè)定滑輪和2個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組,刻度尺,鉤碼(或重物),彈簧測(cè)力計(jì),鐵架臺(tái),鐵夾,細(xì)繩
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)
1、什么是有用功,額外功,總功?
2、什么叫機(jī)械效率?計(jì)算公式?
為得出滑輪組的機(jī)械效率,需要求出有用功和總功,為此需要測(cè)出哪些物理量?每個(gè)量怎樣測(cè)量?
二、預(yù)習(xí)提問(wèn)
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
2、實(shí)驗(yàn)原理;
3、實(shí)驗(yàn)步驟。
三、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)
1、在實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)拉力的測(cè)量應(yīng)該在工作過(guò)程中進(jìn)行。在測(cè)量中,彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)。必須在拉動(dòng)中讀數(shù)。為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)顧此失彼,同一實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)要分工合作。
2、鉤碼上升高度的測(cè)量,可先量出鉤碼到
桌面(或鐵架座面)的距離h1,向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高后,再量出鉤碼到桌面(或鐵架面)的距離h2那么h2-h1就是鉤碼升高的高度h 。為了測(cè)量和計(jì)算方便,鉤碼前后的高度h1、h2最好是整數(shù)。
3、彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)距離的測(cè)量,可以仿照測(cè)量鉤碼提升高度h的方法進(jìn)行,或者事先在細(xì)繩與動(dòng)滑輪(或定滑輪)相切處做個(gè)帶色的記號(hào),再拉彈簧測(cè)力計(jì),量出記號(hào)到細(xì)繩與動(dòng)滑輪(或定滑輪)相切處的距離,這就是彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)的距離s 。
4、在實(shí)驗(yàn)中要求嚴(yán)肅認(rèn)真,實(shí)事求是地記錄測(cè)得的數(shù)據(jù),不能湊數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,要整理儀器,并放回原處。
通過(guò)提問(wèn),檢查學(xué)生復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)情況,導(dǎo)入新課。
啟發(fā)實(shí)驗(yàn)
回顧已學(xué)知識(shí),明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,了解實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)?zāi)康、?shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng),為動(dòng)手實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。
四、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng),安排實(shí)驗(yàn)分工
四人小組成員好分工:一人負(fù)責(zé)操作,一人負(fù)責(zé)測(cè)量,一人負(fù)責(zé)記錄,一人負(fù)責(zé)觀察、指揮。
安排實(shí)驗(yàn)
學(xué)生“各盡其職”,相互合作,學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)。
五、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),完成實(shí)驗(yàn)記錄并分析數(shù)據(jù)
1、分組實(shí)驗(yàn):要實(shí)事求是地記錄所測(cè)得的數(shù)據(jù)。不能湊數(shù),更不允許自己不動(dòng)手實(shí)驗(yàn),不記數(shù)據(jù)而抄襲他人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。
2、數(shù)據(jù)分析:
、儆捎赪總總是大于W有用,所以η<1;
、趶膶(shí)驗(yàn)可見,不同的滑輪組,η的值一般不同;
、墼趯(shí)驗(yàn)中,對(duì)于已經(jīng)組合好的滑輪組,只要用尺測(cè)出了鉤碼上升的高度h,數(shù)出承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)n,彈簧測(cè)力計(jì)上升的高度就可以算出來(lái),即s=nh。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),完成實(shí)驗(yàn)記錄;教師巡查指導(dǎo)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)在全班講解。
提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和觀察、動(dòng)手、分析能力,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作的精神和尊重科學(xué)的態(tài)度,掌握實(shí)驗(yàn)方法。
能通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單的分析。
六、學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況小結(jié)
總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)缺點(diǎn),及時(shí)糾正。
七、習(xí)題和實(shí)驗(yàn)探究(內(nèi)容見《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》)
1、習(xí)題講解:(略)
2、實(shí)驗(yàn)探索:
、偌词箾]有刻度尺,h和s可以不測(cè)出具體的數(shù)值,因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s與重物上升的高度h的比值為:s:h=n,n是承擔(dān)重物的繩子的段數(shù),再結(jié)合測(cè)得的重力G、拉力F就可以計(jì)算出η。滑輪組的機(jī)械效率可表示為:
、谕换喗M,機(jī)械效率并非是固定的,η的值隨滑輪組所提升的重物的`質(zhì)量的增大而增大。
③用不同的滑輪組來(lái)提升同一重物,越省力的滑輪組的機(jī)械效率越低。
、転榱颂岣呋喗M的機(jī)械效率,一般采用的主要方法是:A.減小動(dòng)滑輪的質(zhì)量;B.減小整個(gè)裝置的摩擦。
分析、討論,對(duì)知識(shí)再探索。
提高學(xué)生的探究思維能力,拓廣學(xué)生的視野和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。體會(huì)“發(fā)展與創(chuàng)造”的樂趣。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
八、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或改進(jìn)建議
培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的不足和缺點(diǎn),根據(jù)實(shí)際,提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案或?qū)嶒?yàn)改進(jìn)建議。
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