第十章機械與人第五節(jié)機械效率

第十章機械與人第五節(jié)機械效率開課班級：初二（15）授課：黃開發(fā)時間：2023年5月18日教材分析：１．本節(jié)內容概念“機械效率”，其內容包括機械功、功率等相關知識，還涉及到受力分析、判斷和物體運動、平衡力等。因此，這課所涵蓋知識面較廣，需要掌握的知識點也較多，也學生對基本知識熟練也是一個挑戰(zhàn)。２．本課以正確率導入，引申出機械效率，從貼近學生生活現(xiàn)象入手，充分利用學生已有的生活經(jīng)驗和學習中獲得的體驗，建立起有用功、額外功和總功的概念。３．本課教學機械效率，要求學生能夠對于機械效率進行分析與計算，通過讓學生熟悉的學習效率、工作效率等問題來理解機械做功也要考慮機械效率問題，能夠在生活實際中解決實際問題。４．通過對滑輪組的機械效率的測定加深學生對機械效率的理解，形成提升機械效率意識，知道提升機械效率的措施。二．學情分析：通過學習，同學掌握了一定的物理方法與實驗及操作能力，都能適應本節(jié)課的要求，但本課教學中還應當注意以下幾點：盡量把抽象的知識生活化和形象化，讓學生通過生活來理解機械效率的概念，建立有用功、額外功、總功的概念。適應的知識過渡與預留概念建立時間，讓學生通過自己認識來理解機械效率。引導學生進總結和反思，提升知識和能力的高度。根據(jù)學生實際情況，本課教學主要采取類比法引入機械效率的概念，要求學生能夠對相關問題進行分析與計算，能夠簡單計算機械效率，利用相關知識去解決生活中的實際問題。三．核心素養(yǎng)下的教學目標：物理觀念建立機械的有用功，額外功、總功的概念和關系。理解機械效率，并能進行有關計算科學思維有效利用生活中的正確率、樹苗成活率、命中率等概念來理解機械效率科學探究在實驗探究過程中，培養(yǎng)學生設計實驗，收集實驗數(shù)據(jù)，從實驗中歸納科學規(guī)律等能力科學態(tài)度與責任（1）在解決實際問題的過程中，有克服困難的信心，體驗戰(zhàn)勝困難，解決物理問題時的喜悅。（2）養(yǎng)成實事求是，尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度，有將物理知識服務于人類的意識。四．教學重難點：1、重點：（1）機械的有用功、額外功、總功的概念的關系。（2）機械效率。（3）在實驗探究過程中，培養(yǎng)學生設計實驗，收集實驗數(shù)據(jù)，從實驗中歸納科學規(guī)律等能力。2、難點：（1）機械效率、有用功、額外功的概念。（2）在實驗探究過程中，培養(yǎng)學生設計實驗，收集實驗數(shù)據(jù)，從實驗中歸納科學規(guī)律等能力。五．教學準備：彈簧測力計、鉤碼、細繩、鐵架臺、動滑輪、定滑輪、刻度尺六．教學過程：（一）復習過度：（1）機械功的概念：（2）做功的兩個必要因素：（3）計算功的公式（W=FS或W=GH）、單位：J（二）新課教學：新課導入：老師：你們知道正確率、樹苗成活率、命中率……嗎？同學：知道，老師：那你們知道它是如果計算出來的嗎？同學們各抒己見，那我們今天來講一個機械效率第五節(jié)：機械效率生活實例分析：有什么辦法可以將建筑工地上的一堆沙子運上三樓？教師引導學生分析：（根據(jù)做功的特點）學生：１．對沙子做功是必需做的功；２．對桶、袋子、自重、滑輪做的功是不需要的，但又不得不做。教師引導學生總結：1．基本概念：（１）有用功：對我們有用的功（Ｗ有）（２）額外功：人們不需要但又不得不做的功（Ｗ額）（３）總功：有用功與額外功的總和（Ｗ總）總結：這里請同學們注意，額外功對我們是無用的，但又不得不做，動力功對機械所做的功總是大于機械所做的有用功，這說明使用機械做功，存在一個效率上的問題。在物理學上，我們把有用功和總功的比值叫做機械效率，機械效率通常用百分率表示，它的計算公式是；η=×100％１．通過滑輪組講解在實際裝置中如何求得W有、W額和W總W有=Gh、W總=FS、W額=W總---W有、η=×100％注意：（1）：因為W有＜W總所以η＜100％（2）機械效率沒有單位。講解例題：1、用一個動滑輪，將1200N的物體勻速提升3ｍ高，拉力F為450N，求此滑輪的有用功是多少？機械效率是多少？已知：G=1200N、H=3ｍ、F=450N求：W有？η？(1)W有=Gh=1200N×3ｍ=3600J，(2)由題可知：S=3H=9ｍ，W總=FS=450N×9ｍ=4050Nη=×100％=×100％=88.9％教師講解其它形式中有用功與總功的計算。２．機械效率是一定的嗎？提出：使用任何機械，都有機械效率，某一機械效率總是一定的嗎？猜想：（1）同一機械，機械效率是一定的？（2）同一機械，機械效率不總是一定的？制定計劃與設計實驗：可選擇的機械是一個定滑輪，第一次提升一個鉤碼，第二次提升兩個鉤碼，算出兩種情況下的機械效率可先擇一個動滑輪，第一次提升兩個鉤碼，第二次提升四個鉤碼，算出兩種情況下的機械效率，并比較，得出結論。可選擇機械杠桿模式。學生探究實驗：數(shù)據(jù)記錄：項項目次數(shù)拉力F/N彈簧測力計上升的距高S/M總功W總/J鉤碼重G/N鉤碼上升高度H/M有用功W有/J機械效率第一次第二次結論：同一機械機械效率不總是一定的。滑輪組的機械效率與哪些因素有關？機械效率與物重有關、機械效率還與動滑輪的自重和繩子的摩擦有關。說明一些設備的機械效率：（1）起重機：40％----50％（2）滑輪組：50％----60％（3）抽水機：60％---80％七、歸納總結：有用功：對人們有用的功；克服滑輪的重力和滑輪轉動時的摩擦力做的功叫額外功；總功：有用功與額外功的總和；機械效率：有用功與總功的比值W有＜W總所以η＜100％八．布置作業(yè)：1．頂尖課課練2．校本作業(yè)九．板書設計：（一）有用功、額外功