2023八年級(jí)物理下冊(cè)第十章機(jī)械與人第五節(jié)機(jī)械效率第2課時(shí)探究和測(cè)量機(jī)械效率教案新版滬科版

Page1第2課時(shí)探究和測(cè)量機(jī)械效率【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.能結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步了解什么是有用功、額外功和總功．2.理解什么是機(jī)械效率，能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量斜面、滑輪組、杠桿等簡單機(jī)械的機(jī)械效率，并利用實(shí)驗(yàn)探究的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)械效率，知道機(jī)械效率總小于1.二、過程與方法1.通過實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)一步熟悉W有、W額、W總的含義，并清楚它們之間的關(guān)系．2.通過實(shí)驗(yàn)探究影響機(jī)械效率的因素，找出提高機(jī)械效率的方法．三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)合作精神，養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)態(tài)度．【教學(xué)重點(diǎn)】掌握機(jī)械效率的計(jì)算方法，理解如何提高機(jī)械效率.【教學(xué)難點(diǎn)】探究斜面、杠桿、滑輪等簡單機(jī)械的機(jī)械效率，掌握影響機(jī)械效率的因素．【教具準(zhǔn)備】彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺、鉤碼、滑輪、多媒體課件等．【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的概念，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】使用同一滑輪組提升不同的重物，其機(jī)械效率總是一定的嗎？要知道答案，下面我們就來學(xué)習(xí)第2課時(shí)“探究和測(cè)量機(jī)械效率.”【課堂導(dǎo)學(xué)】【指導(dǎo)預(yù)習(xí)】閱讀課本P203－P204頁的文字內(nèi)容和插圖，在基本概念、定義、規(guī)定及規(guī)律上，用紅筆做上記號(hào)，并完成學(xué)案中“課前預(yù)習(xí)”部分.各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問.【交流展示】1.各小組代表舉手發(fā)言，報(bào)告“課前預(yù)習(xí)”答案，教師評(píng)價(jià)訂正.2.學(xué)生質(zhì)疑，教師指導(dǎo)釋疑.【拓展探究】知識(shí)點(diǎn)1機(jī)械效率總是一定的嗎學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo).先讓學(xué)生按照教材圖10-34所示的方式組裝好滑輪組，并使用滑輪組提起相應(yīng)的重物，小組討論明確實(shí)驗(yàn)中哪些是有用功，哪些是額外功，總功怎么測(cè)量，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在下表中，比較三次測(cè)算的機(jī)械效率是否相等.教師補(bǔ)充：在實(shí)驗(yàn)中，一定要?jiǎng)蛩儇Q直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差.如果不是勻速地拉，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)忽大忽小，且滑輪組對(duì)鉤碼的拉力不等于鉤碼的重力，無法使用η＝計(jì)算機(jī)械效率；如果向下拉，彈簧測(cè)力計(jì)由于彈簧的自重而導(dǎo)致示數(shù)F偏小，η偏大；如果在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，由于滑輪和軸之間沒有摩擦，則讀數(shù)F偏小，η偏大．分析數(shù)據(jù)比較得出結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生分析提高機(jī)械效率的方式：（1）同一滑輪組，載重越大，機(jī)械效率越大，所以滑輪組在滿載情況下工作，可以增大有用功占總功的比例，提高機(jī)械效率．（2）相同載重的情況下，動(dòng)滑輪重力越小，機(jī)械效率越高，所以減小滑輪組中動(dòng)滑輪的自重，可以減小額外功占總功的比例，提高機(jī)械效率．（3）改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，在滑輪的轉(zhuǎn)軸上加潤滑油，以減小摩擦阻力，減小額外功占總功的比例，提高機(jī)械效率．師生互動(dòng)歸納總結(jié)：提高機(jī)械效率的方法：①增加被提升物體的重量；②使用較輕的動(dòng)滑輪；③設(shè)法減小繩和輪之間的摩擦.師：根據(jù)上述分析，小組討論交流為什么使用任何機(jī)械都要對(duì)外做額外功？生：因?yàn)槿魏螜C(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都存在摩擦，任何機(jī)械都受重力作用，所以使用任何機(jī)械都要克服摩擦和機(jī)械自重而做額外功.例（多媒體展示）（江蘇泰州中考）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置測(cè)滑輪組機(jī)械效率，記錄數(shù)據(jù)如下表：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）第2次實(shí)驗(yàn)中，拉力做的總功是J，滑輪組做的有用功是J，滑輪組的機(jī)械效率η＝%（結(jié)果保留一位小數(shù)）.（3）由記錄的數(shù)據(jù)分析，兩次機(jī)械效率不同的主要原因是.解析：在探究滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)提升重物時(shí)應(yīng)沿豎直方向勻速地拉動(dòng)物體上升，拉力做的功為總功，對(duì)重物做的功為有用功，滑輪組的機(jī)械效率為η=＝，所以第二次的總功W總＝2.4N×0.3m=0.72J,第二次做的有用功為W有=G物h=6N×0.1m=0.6J，機(jī)械效率為η==0.6J/0.72J×100%=83.3％,通過對(duì)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，可得出：滑輪組所提升的鉤碼重不同，機(jī)械效率不同，鉤碼越重，機(jī)械效率越高．答案：（1）勻速（2）0.720.683.3（3）鉤碼重不同課堂小結(jié)1.測(cè)滑輪組的機(jī)械效率（1）實(shí)驗(yàn)原理：η=，其中W有＝Gh，W總＝Fs.（2）測(cè)量的物理量：鉤碼重G，鉤碼移動(dòng)距離h，拉力F，繩自由端移動(dòng)距離s.（3）器材：刻度尺、鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪組、長約2m的細(xì)繩.（4）裝置圖：如圖所示.（5）步驟：①按圖把滑輪組安裝好，記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起點(diǎn)位置；②勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，從彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力F，記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的終點(diǎn)位置；③用刻度尺測(cè)出鉤碼提升高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s（起點(diǎn)位置到終點(diǎn)位置的距離）.2.提高機(jī)械效率的有效途徑：（1）減輕機(jī)械自重；（2）減小機(jī)械間的摩擦（加潤滑油）；（3）允許情況下增加物重．課后作業(yè)1.請(qǐng)同學(xué)們完成課本P205頁作業(yè)1、2.2.請(qǐng)同學(xué)們完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)的練習(xí).教材習(xí)題解答（P205）1.因?yàn)闄C(jī)械在做有用功的時(shí)候總是不可避免的要做一些額外功（比如克服摩擦做功等），這樣就會(huì)使得總功大于額外功，也就是W總大于W有，根據(jù)公式就會(huì)得到機(jī)械效率總小于1．2．在允許范圍內(nèi)，增加物重、減小摩擦、減輕動(dòng)滑輪質(zhì)量等.機(jī)械效率總是一定的嗎機(jī)械效率總是一定的嗎？1.滑輪組的機(jī)械效率：動(dòng)滑輪越多，機(jī)械效率越低.2.提高機(jī)械效率的有效途徑：（1）減輕機(jī)械自重；（2）減小機(jī)械間的摩擦（加潤滑油）；（3）允許情況下增加物重.1.實(shí)驗(yàn)探究過程中可以放開思維，讓學(xué)生大膽質(zhì)疑，提出各種猜想假設(shè)，分組由他們自己設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)