機械效率是學生在學習過程中的一個難點 (2)

1、2、理解總功、有用功和額外功三個概念，是解決機械效率問題的關鍵。你能想到哪些辦法幫助學生建構總功、有用功和額外功這三個概念？請設計一個你認為最佳的教學片段，并說明操作要點和設計意圖機械效率是學生在學習過程中的一個難點，準確而迅速地求出機械效率關鍵在于對有用功、額外功和總功的正確理解。功的原理告訴我們，使用任何機械都不省功。實際上，由于機械本身受到重力作用和機械零件的摩擦，不但不能省功，反而不可避免地要多做一些我們不需要的但又不得不做的額外功。在實際做功時，額外功雖然不可避免，但我們可以通過改進做功方式、方法和改進機械的性能而盡量減小它。利用機械工作時，人們?yōu)檫_到某項目的所必須做的，對人們有用的

2、功叫有用功。有用功和額外功的總和叫總功。三者之間的關系是：W總=W有+W額。如何辨別有用功、額外功和總功呢？這一個定義都是描述性的，有幾個詞必須注意，“有用”，“沒有用”、“不得不”。在教學時必須讓學生明白這幾個詞，同時可以從機械做功的目的去分析。先判斷有用功與總功。一般來說，動力對機械做的功為總功，機械對物體做的功為有用功。在初中物理學習的簡單機械中，機械所做的有用功，通常都是提起重物時克服物體重力所做的功,即W有=G物h；動力對機械所做的總功就是動力F與動力移動距離s的乘積，即W總=Fs（斜面中為FL）。在滑輪組問題中，不計摩擦的情況下，其額外功的原因是克服動滑輪重力所做的功，即W額=G動

3、h；在斜面問題中，額外功的原因是克服物體與斜面間摩擦而做的功，即W額=fL（其中f為物體與斜面間的摩擦力，L為斜面長）。掌握有用功、額外功、總功這三個概念以及他們三者間的關系，是解決機械效率的關鍵問題。我在教學中特意設計了這樣一個教學片段，讓學生根據生活事例認識物理知識，并運用物理知識解決實際問題，采用討論交流，實驗探究的方法，運用長木板、木塊、彈簧測力計、刻度尺、細線、棉布、多媒體輔助教學課件等教具和媒體，讓學生理解機械效率及其應用。1、創(chuàng)設情境 導入課題教師提問：小明家要對樓房進行裝修，需把沙子運到三樓。請同學們根據需要，選擇器械幫助小明家解決這個問題，看看哪個小組選的辦法最好？學生小組討

4、論后自由回答：把沙子裝入桶中，用動滑輪把沙子拉到樓上；在地面與樓面之間搭上木板，將沙子裝入袋子沿著木板推到樓上。針對學生的回答，教師把學生的思路引導到本節(jié)課的教學內容上。2、實驗探究教師提問：假如用動滑輪提升沙子，用媒體顯示提沙子的過程。在學生觀察思考后，教師提問：對誰做的功是我們需要的？生：對沙子做的功。教師提問：哪部分功是我們不需要，但不得不做的？生：提桶所做的功，克服動滑輪的重力所做的功。教師提問：一共做了多少功？生：有用功與額外功之和。教師提問：假如用斜面推沙子（媒體顯示），有用功、總功、額外功各是多少？學生計算回答教師提問：假如我們用下面三種方法搬運沙子（媒體顯示），你認為哪一種方法

5、最好？為什么？生：討論回答。（第三種方法最好，因為第三種方法做的額外功最少。）教師小結：在物理學中，用機械效率表示有用功在總功中所占的比例。（板書機械效率：有用功在總功中所占的比例）表示機械效率；W有表示有用功；W總表示總功。那么，機械效率應該怎樣表示？生：討論回答。教師提問：觀察計算結果，對“機械效率”，你能發(fā)現(xiàn)什么？生：討論回答。（機械效率沒有單位，小于1，常用百分數(shù)表示。）教師總結：同學們，剛才我們知道上面斜面的機械效率，任何斜面的機械效率都一樣嗎？請同學們再來觀察用斜面推物體的情景（媒體顯示）。生：觀察思考。教師引導：下面我們探究斜面的機械效率（板書探究：斜面的機械效率。）通過觀察上面

6、用斜面推物體的情景，對斜面的機械效率你能提出什么問題？生：提出問題：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有什么關系？斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有什么關系？教師引導：請同學們猜想上面提出的問題。生：做出猜想。在斜面高一定時，斜面的傾斜程度越大，機械效率越高；在斜面的長、高一定時，斜面越光滑，機械效率越大。教師引導：請同學們根據提出的問題和做出的猜想，每一小組選擇其中的一個問題進行實驗，設計出實驗的方案。生：小組討論，設計實驗的方案。教師提問：下面請同學們根據設計的實驗方案，選擇桌面上的器材進行實驗。生：小組實驗，同時設計表格記錄數(shù)據。教師提問：分析實驗數(shù)據，你能得出什么結論？生：小組回答。師：回想實驗的過程，影響實驗的誤差是什么？生：討論回答：在此實驗中不能控制好木塊的勻速運動，測量長度和拉力大小是容易出現(xiàn)誤差。三、課堂小結師：通過本節(jié)課的學習，你有哪些收獲？生：思考回答。（1有用功、額外功、總功；2機械效率：定義、公式、計算；3探究：斜面的機械效率。）設計意圖：1、通過創(chuàng)設情