北師大版物理《探究-------使用機械能省功嗎》實驗教學(xué)設(shè)計新部編版

1、精品教學(xué)教案設(shè)計| Excellent teaching plan教師學(xué)科教案20 -20學(xué)年度第一學(xué)期任教學(xué)科:任教年級:任教老師:xx市實驗學(xué)校“探究 使用機械能省功嗎？ ”實驗教學(xué)設(shè)計一. 本節(jié)教學(xué)中存在的問題，困惑及成因。（一） 存在問題在進行本節(jié)教學(xué)時，次次都感覺到有一些困難，會出現(xiàn)一些問題。學(xué)生在進行自主探究實驗時，按照教材圖927實驗裝置進行實驗時，學(xué)生在實驗過程中很容易得到 W2Wl,從而得出結(jié)論，原來使 用機械時可以省力，有時也可以省距離，但不并能省功。反而還會多 做一些功，這時學(xué)生就會提出一些問題：1. 為什么 W2Wl,也就是使用機械反而會多做一些功，是不是所有 的機械在

2、使用時都會多做一些功？2. 有的學(xué)生觀察教材9 27圖，發(fā)現(xiàn) WkFih=4Nx 0.22m=0.88J, W2=F2s=2Nx 0.44m=0.88J為什么按照教材上 能得出Wi=W2,與實驗得出的數(shù)據(jù)結(jié)論不同，實際實驗時卻無法得 到Wi=W2,只能得到 W2Wi。另外發(fā)現(xiàn)學(xué)生在采用相同的器材按照教材圖 9-27實驗裝置進行 分組實驗時所得出的數(shù)據(jù)W2,每組之間數(shù)據(jù)大小差異較大。（二）成因分析:1. 為什么 W2Wl,以及使用機械時一定會多做一些功嗎？學(xué)生產(chǎn) 生這樣的疑惑，是因為學(xué)生現(xiàn)在還沒有形成有用功，額外功這些概念， 因此不能理解 W2為什么大于 Wi,使用機械時不但不省功還會多做 一些

3、功。2 .為什么按照教材圖927實驗裝置進行實驗時會得出 W2=Wi, 這是因為課本上是在理想情況下，不記動滑輪重，繩重，摩擦的情況 下，得出使用機械可以省力但不能少做功， 只是教材上沒有指明是理 想情況而已，從而使學(xué)生產(chǎn)生困惑。3. 學(xué)生在使用相同的器材進行實驗時為什么每組之間得到的數(shù)據(jù) 差異較大，這是因為在實驗時雖然要求學(xué)生勻速豎直向上拉動彈簧測 力計，但有些學(xué)生并沒有嚴(yán)格去做，而是斜著拉動繩子，這是造成數(shù) 據(jù)差異較大的原因之一。（如下圖所示）：二實驗設(shè)計（一） 實驗名稱： 探究一一使用機械能省功嗎？（二）實驗器材： 鉤嗎，彈簧測力計，刻度尺，鐵架臺，質(zhì)量較小育人猶如春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬

4、成灰的塑料滑輪，質(zhì)量較大的金屬滑輪（三）教學(xué)過程：1. 教師： 提出一個情景，如果值日生要將一定質(zhì)量的水灑在教室， 現(xiàn)在要去水房端水，現(xiàn)在有一個質(zhì)量較大的金屬盆子和一個大小相同 但質(zhì)量較輕的塑料盆子，你會選擇哪一個盆子？學(xué)生： 學(xué)生討論之后，有學(xué)生提出用塑料盆子。教師：為什么？學(xué)生： 因為塑料盆子重力小，可以少做一些功。教師： 不管用塑料盆子還是用金屬盆子值日生都需要將一定質(zhì)量的水灑在教室，怎么會少做一些功？學(xué)生：討論教師： 教師小結(jié)到，我們不管用那個盆子任務(wù)是不變的，也就 是說在端水這個動作過程中，我們對水所做的功是符合我們的任務(wù)目 的需要，我們把這個功叫做有用功，而要端水又必須使用工具，所

5、以 對盆子做的功雖然不符合我們的目的需要， 但又不得不做的功叫額外 功。同學(xué)們選擇塑料盆子端水是聰明的選擇， 這樣可以少做一些額外 功以減少浪費。老師剛說完這些，有學(xué)生提出如果找一個更輕的塑料袋提水，是 不是浪費更少，老師贊許的回答，這位同學(xué)肯動腦，大家下去討論他 的做法是不是做的額外功更少？2. 教師指導(dǎo)學(xué)生實驗（如下改進后的實驗圖）：精品教學(xué)教案設(shè)計| Excellent teaching plan力/N移動距離/m力做的功/JFi =h=W1=F1h=F2=S=W2=F2s=F3=S=W3=F3=(1)按照圖甲用手直接將物體提升高度為 h,彈簧測力計的示數(shù)為Fi,那么 Wi=Fih(2)

6、按照圖乙裝置先用較重的金屬滑輪提升物體，提升的高度仍然是h,讀出彈簧測力計的示數(shù)為 F2,測出拉力移動的距離是 S,那么 W2 = F2s(3)繼續(xù)按照圖乙裝置圖用較輕的塑料滑輪將重物仍然提升高度為h,讀出測力計的示數(shù)為 F3,測出拉力移動的距離仍然為 S,則W3=F3s3. 結(jié)論：由上面的實驗數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn) WiW3 (因為第三次實驗中用的動滑輪是金屬的較重) ，在生活生產(chǎn)中當(dāng)然是浪 費越少越好， 即有用功一定時額外功越少越好， 有用功在總功中所占 的比例越大越好。 我們?yōu)榱嗣枋鰴C械性能的優(yōu)良程度， 我們用機械效 率這個物理量來描述這種特性：亞總=W有用+ W額4=W有用/W總?cè)?改進后的教學(xué)

7、設(shè)計目的及價值1. .將教材中的教學(xué)秩序略加改動，先通過舉例使學(xué)生知道有用功， 額外功的定義， 這樣學(xué)生在實驗時能方便的知道每個數(shù)據(jù)的意思， 從 而方便學(xué)生得出準(zhǔn)確結(jié)論。 另外也有利于學(xué)生類比推理， 將物理概念 有抽象化變?yōu)橹庇^形象化按照是否符合人們的目的需要原則， 為將來 建立有用能量，總能量，有用功率，總功率等相關(guān)概念埋下伏筆。使學(xué)生學(xué)完本節(jié)知識后初步得出 4=W有用/W總這個公式外，在學(xué)習(xí) 九年級知識時還可以類比推出 4=P用/P總,4=Q有/Q總。培養(yǎng) 學(xué)生類比推理舉一反三的思維方式，同時要將知識形成體系化。2. 對教材上927 實驗裝置圖進行改進后，解決了部分學(xué)生在實驗中沒有沿豎直方向拉繩子造成實驗數(shù)據(jù)差異較大的問題， 另外將彈簧測力計與鐵架臺固定， 彈簧測力計處于相對靜止?fàn)顟B(tài)比較容易讀數(shù)，若彈簧測力計和手一起運動的話由于運動而不便于讀數(shù)。3. 在教材927 實驗圖的基礎(chǔ)上多增加一步，分別用一個較重的金屬滑輪和一個較輕的塑料滑輪進行，得出 W2W3 ，使學(xué)生對比知道雖然有用功不能省， 但可以想辦法減少額外功， 這樣可以減少浪費提高利用率。還可以使學(xué)生知道機械效率是一個可以變化的量，并不是固定不變的， 在中考時發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生將機械效率看成是一個固定不變的量去做計算題結(jié)果出現(xiàn)錯誤， 經(jīng)過這樣的改進后就使學(xué)生認(rèn)識到機械效率這個物理量并不是固定不