【物理】《機(jī)械效率》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中物理八年級(jí)下冊(cè)

《機(jī)械效率》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中物理八年級(jí)下冊(cè)教材分析1.

地位與作用：《機(jī)械效率》是新教材人教版（2024）初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章《簡單機(jī)械》中的第4節(jié)內(nèi)容。在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單機(jī)械（杠桿、滑輪等）以及功和功率的基礎(chǔ)上展開，是對(duì)簡單機(jī)械知識(shí)的進(jìn)一步深化和拓展。機(jī)械效率是衡量機(jī)械性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，它不僅與前面所學(xué)知識(shí)緊密相連，更是后續(xù)學(xué)習(xí)熱機(jī)效率等知識(shí)的基礎(chǔ)，在整個(gè)初中物理知識(shí)體系中起著承上啟下的作用。

2.

內(nèi)容結(jié)構(gòu)：教材首先通過生活中常見的把沙子運(yùn)到樓上的不同方式，引導(dǎo)學(xué)生思考使用機(jī)械時(shí)存在的有用功、額外功和總功，從而引入機(jī)械效率的概念。接著，通過實(shí)驗(yàn)探究滑輪組的機(jī)械效率，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和理解影響機(jī)械效率的因素。最后，介紹提高機(jī)械效率的方法，體現(xiàn)物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

3.

教材特點(diǎn)：教材注重從生活實(shí)例出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建物理概念，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中獲取知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。此外，教材還注重知識(shí)的應(yīng)用，通過各種實(shí)際問題的討論，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。學(xué)情分析1.

知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了簡單機(jī)械（如杠桿、滑輪）的原理和特點(diǎn)，以及功和功率的概念，這為學(xué)習(xí)機(jī)械效率奠定了一定的知識(shí)基礎(chǔ)。然而，對(duì)于有用功、額外功和總功之間的關(guān)系，學(xué)生理解起來可能存在一定困難，需要通過具體實(shí)例和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入分析。

2.

能力水平：八年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備了一定的觀察、分析和歸納能力，但在實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性方面還有待提高。在學(xué)習(xí)過程中，他們能夠積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)探究，但在將物理知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力還有所欠缺。

3.

學(xué)習(xí)特點(diǎn)：這個(gè)階段的學(xué)生好奇心強(qiáng)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)充滿興趣，但注意力容易分散，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性有待加強(qiáng)。在教學(xué)過程中，需要采用多樣化的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。教學(xué)目標(biāo)1.

知識(shí)與技能：

-理解有用功、額外功和總功的概念，能結(jié)合具體實(shí)例區(qū)分它們。

-理解機(jī)械效率的概念，掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，能進(jìn)行簡單的機(jī)械效率計(jì)算。

-知道提高機(jī)械效率的方法，并能解釋生活中一些提高機(jī)械效率的實(shí)例。

2.

過程與方法：

-通過參與探究滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析論證等過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。

-學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法研究物理問題，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

-通過對(duì)實(shí)際問題的分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

3.

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

-通過實(shí)驗(yàn)探究和小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

-體會(huì)物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。教學(xué)重難點(diǎn)1.

教學(xué)重點(diǎn)：

-理解有用功、額外功和總功的概念，掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式。

-探究滑輪組的機(jī)械效率，理解影響機(jī)械效率的因素。

-知道提高機(jī)械效率的方法，并能在實(shí)際生活中應(yīng)用。

2.

教學(xué)難點(diǎn)：

-理解有用功、額外功和總功的概念，以及它們之間的關(guān)系，在具體情境中正確區(qū)分和計(jì)算。

-理解機(jī)械效率的概念，認(rèn)識(shí)到機(jī)械效率總是小于1。

-探究滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理。教學(xué)策略1.

講授法：通過清晰、準(zhǔn)確的語言，講解有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的概念、計(jì)算公式等重要知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生建立起系統(tǒng)的知識(shí)框架。

2.

實(shí)驗(yàn)探究法：組織學(xué)生進(jìn)行探究滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中親身體驗(yàn)和理解物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。

3.

小組討論法：引導(dǎo)學(xué)生分組討論生活中與機(jī)械效率相關(guān)的問題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和語言表達(dá)能力。

4.

案例分析法：選取生活中常見的機(jī)械效率案例，如起重機(jī)提升重物、汽車行駛等，進(jìn)行詳細(xì)分析，幫助學(xué)生理解機(jī)械效率在實(shí)際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

5.

多媒體輔助教學(xué)法：利用PPT、動(dòng)畫、視頻等多媒體資源，直觀展示機(jī)械效率的概念、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)際應(yīng)用案例，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，提高教學(xué)效果。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入新課1.展示生活中常見的機(jī)械，如起重機(jī)、滑輪組、杠桿等，提問：“使用這些機(jī)械的目的是什么？”

2.展示把沙子運(yùn)到樓上的三種方式（人直接用桶提、用動(dòng)滑輪提、用滑輪組提）的圖片或動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生思考：“這三種方式中，哪種方式更省力？哪種方式更省距離？哪種方式更方便？”

3.提出問題：“使用機(jī)械時(shí)，我們做的功是否都能達(dá)到我們的目的？有沒有額外做的功？”從而引出本節(jié)課的主題——機(jī)械效率。1.觀察圖片或動(dòng)畫，思考并回答教師提出的問題。

2.小組討論，交流自己的看法。1.通過展示生活中常見的機(jī)械，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系。

2.引導(dǎo)學(xué)生思考使用機(jī)械時(shí)的省力、省距離和方便程度等問題，為后續(xù)引入有用功、額外功和總功的概念做鋪墊。

3.提出問題，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，自然地引出本節(jié)課的主題。新課教學(xué)1.

有用功、額外功和總功

-結(jié)合把沙子運(yùn)到樓上的例子，講解有用功的概念：為了達(dá)到目的而必須做的功，如把沙子提升到一定高度所做的功。

-講解額外功的概念：并非我們需要但又不得不做的功，如克服動(dòng)滑輪重力、繩子重力和摩擦力等所做的功。

-講解總功的概念：有用功與額外功之和，即人對(duì)機(jī)械所做的功。

-舉例說明：用桶從井中提水，對(duì)水做的功是有用功，對(duì)桶做的功是額外功，人對(duì)桶和水做的功是總功；如果桶掉到井里，從井中撈桶，對(duì)桶做的功是有用功，對(duì)桶里的水做的功是額外功，人對(duì)桶和水做的功是總功。

-提問：“在生活中，還有哪些例子可以區(qū)分有用功、額外功和總功？”引導(dǎo)學(xué)生思考并回答。

2.

機(jī)械效率

-給出機(jī)械效率的定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率。

-講解機(jī)械效率的計(jì)算公式：η=W有/W總×100%，并強(qiáng)調(diào)機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位。

-舉例說明如何計(jì)算機(jī)械效率：一個(gè)物體重100N，用滑輪組將它提升2m，作用在繩子自由端的拉力為50N，繩子自由端移動(dòng)的距離為4m，求滑輪組的機(jī)械效率。

-分析：首先計(jì)算有用功W有=Gh=100N×2m=200J，總功W總=Fs=50N×4m=200J，然后根據(jù)公式計(jì)算機(jī)械效率η=W有/W總×100%=200J/200J×100%=100%（這里是為了讓學(xué)生熟悉計(jì)算過程，實(shí)際情況中機(jī)械效率小于1）。

-提問：“機(jī)械效率能大于1嗎？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生思考并回答，從而讓學(xué)生理解由于額外功的存在，機(jī)械效率總是小于1。

3.

探究滑輪組的機(jī)械效率

-提出問題：“滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？”

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，如可能與物體的重力、動(dòng)滑輪的重力、繩子的重力、摩擦力等因素有關(guān)。

-組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，討論實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)：

-實(shí)驗(yàn)器材：滑輪組、鉤碼、彈簧測力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)。

-實(shí)驗(yàn)步驟：

-組裝滑輪組，用彈簧測力計(jì)測出鉤碼的重力G。

-用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)繩子自由端，使鉤碼勻速上升，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，并用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩子自由端移動(dòng)的距離s。

-改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)。

-注意事項(xiàng)：拉動(dòng)彈簧測力計(jì)時(shí)要沿豎直方向勻速拉動(dòng)，以保證彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；測量距離時(shí)要準(zhǔn)確，多次測量取平均值以減小誤差。

-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與物體的重力、動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，物體重力越大，動(dòng)滑輪重力越小，滑輪組的機(jī)械效率越高。

-引導(dǎo)學(xué)生思考：“還有哪些因素可能會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率？”拓展學(xué)生的思維。

4.

提高機(jī)械效率的方法

-引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，思考提高機(jī)械效率的方法。

-總結(jié)提高機(jī)械效率的方法：

-有用功一定時(shí)，減小額外功，如減輕動(dòng)滑輪的重力、減小繩子的重力、減小摩擦等。

-額外功一定時(shí)，增大有用功，如增加被提升物體的重力等。

-舉例說明生活中提高機(jī)械效率的實(shí)例，如給機(jī)械部件加潤滑油減小摩擦、使用輕質(zhì)材料制作機(jī)械部件等。

-提問：“在生活中，你還能想到哪些提高機(jī)械效率的方法？”引導(dǎo)學(xué)生積極思考，拓展學(xué)生的思維。1.認(rèn)真聽講，理解有用功、額外功和總功的概念，通過具體例子區(qū)分它們。

2.思考并回答教師提出的問題，列舉生活中區(qū)分有用功、額外功和總功的例子。

3.理解機(jī)械效率的概念和計(jì)算公式，跟隨教師的講解進(jìn)行機(jī)械效率的計(jì)算練習(xí)。

4.思考并回答教師提出的問題，理解機(jī)械效率總是小于1的原因。

5.積極參與討論，提出自己的猜想，如滑輪組的機(jī)械效率可能與物體的重力、動(dòng)滑輪的重力、繩子的重力、摩擦力等因素有關(guān)。

6.分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

7.分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

8.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，與小組成員交流討論。

9.思考并回答教師提出的問題，拓展思維。

10.思考提高機(jī)械效率的方法，與教師一起總結(jié)。

11.認(rèn)真聽講，理解生活中提高機(jī)械效率的實(shí)例。

12.積極思考，回答教師提出的問題，列舉生活中提高機(jī)械效率的方法。1.通過具體例子講解有用功、額外功和總功的概念，讓學(xué)生更容易理解和接受，同時(shí)通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考，加深學(xué)生對(duì)概念的理解。

2.詳細(xì)講解機(jī)械效率的概念和計(jì)算公式，并通過具體計(jì)算實(shí)例讓學(xué)生掌握計(jì)算方法，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)械效率是否能大于1，加深學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解。

3.引導(dǎo)學(xué)生提出問題、進(jìn)行猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析論證，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，讓學(xué)生在探究過程中體驗(yàn)科學(xué)研究的方法和樂趣。

4.通過總結(jié)提高機(jī)械效率的方法，并結(jié)合生活實(shí)例進(jìn)行講解，讓學(xué)生理解物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。課堂小結(jié)1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括有用功、額外功、總功的概念，機(jī)械效率的概念、計(jì)算公式和特點(diǎn)，探究滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及提高機(jī)械效率的方法。

2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，如機(jī)械效率的概念和計(jì)算、影響滑輪組機(jī)械效率的因素等。1.通過回顧總結(jié)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)體系，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解和記憶。

2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，突出本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。課堂練習(xí)1.展示一些與機(jī)械效率相關(guān)的練習(xí)題，如計(jì)算有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的題目，以及分析影響機(jī)械效率因素的題目。

2.讓學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)題，教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。

3.請(qǐng)幾位學(xué)生上臺(tái)展示自己的解題過程，其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師最后進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。1.認(rèn)真審題，獨(dú)立完成練習(xí)題。

2.上臺(tái)展示解題過程，聽取其他同學(xué)的評(píng)價(jià)和教師的點(diǎn)評(píng)。1.通過課堂練習(xí)，及時(shí)鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的解題能力和運(yùn)用知識(shí)的能力。

2.讓學(xué)生上臺(tái)展示解題過程，培養(yǎng)學(xué)生的表