人教版（2024新版）八年級(jí)下冊(cè)物理第十二章第4節(jié)《機(jī)械效率》教案

第第頁(yè)人教版（2024新版）八年級(jí)下冊(cè)物理第十二章第4節(jié)《機(jī)械效率》教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功;理解機(jī)械效率,會(huì)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算;通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)出提高機(jī)械效率的方法?？茖W(xué)思維:通過(guò)觀察、分析和討論,理解額外功產(chǎn)生的原因,知道機(jī)械效率η<1?？茖W(xué)探究:測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率,掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧;學(xué)習(xí)運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:知道提高機(jī)械效率的實(shí)際意義和方法,有合理改進(jìn)機(jī)械、提高效率的意識(shí),增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):機(jī)械效率的概念和意義,機(jī)械效率的計(jì)算,提高機(jī)械效率的途徑和意義。教學(xué)難點(diǎn):有用功、總功和額外功之間的區(qū)別和聯(lián)系;運(yùn)用機(jī)械效率的計(jì)算公式解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件、吸盤(帶掛鉤)、鉤碼、細(xì)線、彈簧測(cè)力計(jì)、動(dòng)滑輪、刻度尺等。學(xué)生準(zhǔn)備:鐵架臺(tái)、定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)等。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課課件展示圖片:要把重100N的大米運(yùn)上三樓,圖中畫了三種辦法。哪種辦法最好,哪種辦法最不好?學(xué)生根據(jù)圖片回答,可能會(huì)有多種答案,教師先不做評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)你就明白了,今天我們學(xué)習(xí)“第4節(jié)機(jī)械效率”。觀看漫畫并思考問(wèn)題,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)中,為下面學(xué)習(xí)有用功與額外功做好鋪墊二、新課講解探究新知探究點(diǎn)一有用功和額外功(一)研究使用動(dòng)滑輪是否省功。教師:把一個(gè)鉤碼提升一定高度,你能想到幾種辦法?學(xué)生:使用定滑輪。學(xué)生:使用動(dòng)滑輪。學(xué)生:直接用手提升。教師:直接用手提升鉤碼所做的功與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎?演示實(shí)驗(yàn):使用動(dòng)滑輪是否省功。按照如圖所示的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.如圖(甲)所示,用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度,計(jì)算拉力所做的功。2.如圖(乙)所示,用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度,計(jì)算彈簧測(cè)力計(jì)拉力所做的功。比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力所做的功,你能發(fā)現(xiàn)什么?找出原因。將數(shù)據(jù)記錄在表格中。做功方式拉力F/N拉力移動(dòng)的距離s/m拉力做的功W/J直接提升2個(gè)鉤碼用動(dòng)滑輪提升2個(gè)鉤碼分別計(jì)算用手直接提升鉤碼所做的功和使用動(dòng)滑輪提升鉤碼所做的功,兩次做功相同嗎?學(xué)生:使用動(dòng)滑輪提升鉤碼所做的功多。歸納總結(jié):使用任何機(jī)械都不能省功。小組合作學(xué)習(xí):討論為什么使用動(dòng)滑輪提升鉤碼做的功比直接用手提升鉤碼做的功多。討論后小組代表回答,其他小組進(jìn)行補(bǔ)充完善。歸納總結(jié):使用動(dòng)滑輪時(shí),不可避免地要克服動(dòng)滑輪重力、繩子重力做功,還要克服摩擦力做功,所以使用動(dòng)滑輪所做的功多。(二)有用功和額外功。1.小組合作學(xué)習(xí):閱讀課本,然后討論使用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí),哪些是我們需要做的功?哪些是我們不需要、但又不得不做的功?師生共同歸納總結(jié):(1)有用功:將鉤碼提升一定的高度是我們的工作目的,動(dòng)滑輪對(duì)鉤碼的拉力所做的功,叫作有用功,用W有用表示。有用功是為了達(dá)到某一目的而必須要做的功。(2)額外功:用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí),我們不可避免地要克服動(dòng)滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做一些功,這部分功叫作額外功,用W額外表示。額外功是對(duì)人們沒(méi)有用,但又不得不做的功。(3)總功:有用功與額外功之和叫總功,用W總表示,W總=W有用+W額外。若使用滑輪組提升重物,則總功為拉力做的功,即動(dòng)力做的功,即W總=Fs。想想議議:①用水桶從井中提水的時(shí)候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功?②如果桶掉到井里,從井里撈桶的時(shí)候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?學(xué)生思考回答:①用水桶從井中提水的時(shí)候,提水所做的功是有用功,提桶所做的功是額外功。②如果水桶掉到井里,從井里撈水桶的時(shí)候,提桶所做的功是有用功,提水所做的功是額外功。2.播放視頻“有用功和額外功”,加深學(xué)生對(duì)有用功和額外功的理解。3.教師:現(xiàn)在你能解答使用哪種方法提升大米最好嗎?教師再次展示提升大米的三種方法的圖片。學(xué)生:方法三,因?yàn)槭褂梅椒ㄈ龅念~外功最少。探究點(diǎn)二機(jī)械效率學(xué)生閱讀課本P18頁(yè)內(nèi)容,完成以下問(wèn)題:1.什么是機(jī)械效率?2.機(jī)械效率的公式?3.為什么機(jī)械效率總是小于100%?教師點(diǎn)撥(課件展示):機(jī)械效率通過(guò)對(duì)直接提升重物和使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)的做功分析,引入對(duì)有用功和額外功的學(xué)習(xí)鍛煉分析實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)交流與合作,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作精神用生活中的實(shí)例分析有用功和額外功,加深對(duì)有用功和額外功的理解自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,建立機(jī)械效率的概念,理解物理意義1.定義:有用功跟總功的比值叫作機(jī)械效率。2.計(jì)算公式:η=W有用3.物理意義:機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能的物理量,有用功占總功的比例越大,機(jī)械效率越高,這個(gè)機(jī)械的性能越好。注:機(jī)械效率只有大小,沒(méi)有單位。由于有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。例題1學(xué)生閱讀課本例題,討論分享解題思路。探究點(diǎn)三滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算1.課件展示圖片:滑輪或滑輪組豎直拉動(dòng)物體。如圖所示,利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F為動(dòng)力,s為繩子自由端移動(dòng)的距離,n為承擔(dān)重物的繩子段數(shù),G動(dòng)為動(dòng)滑輪重。小組合作學(xué)習(xí):推導(dǎo)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式。小組:機(jī)械效率:η=W有用W總=Gh小組:不計(jì)繩重、摩擦力時(shí),機(jī)械效率:η=W有用W總=Gh2.課件展示圖片:滑輪或滑輪組水平拉動(dòng)物體(不計(jì)滑輪及繩重)。如圖所示,使用動(dòng)滑輪或滑輪組用力F沿水平方向勻速拉動(dòng)物體,物體與水平面的摩擦力為f,s繩為繩子自由端移動(dòng)的距離,s物為物體移動(dòng)的距離,n為動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)。小組合作學(xué)習(xí):推導(dǎo)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式。小組:機(jī)械效率:η=W有用W總=f出示例題(見PPT課件)找兩名學(xué)生進(jìn)行板演,其他學(xué)生做在學(xué)案上。完成后找其他學(xué)生對(duì)板演學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià),教師做出評(píng)價(jià)。探究點(diǎn)四測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率小組合作學(xué)習(xí):1.測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率,需要測(cè)量哪幾個(gè)量?測(cè)量的物理量有:物體的重力G及升高的高度h,拉力F及拉力移動(dòng)的距離s。2.實(shí)驗(yàn)器材有哪些?定滑輪、動(dòng)滑輪組成的滑輪組,彈簧測(cè)力計(jì),鉤碼和刻度尺。3.怎樣計(jì)算有用功?怎樣計(jì)算總功?W有用=Gh,W總=Fs,η=W有用4.閱讀課本,明確實(shí)驗(yàn)步驟。(1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼所受的重力G并填入表格,按照?qǐng)D(甲)所示安裝滑輪組,分別記下鉤碼和繩端的位置。通過(guò)例題,規(guī)范學(xué)生答題習(xí)慣,加深對(duì)滑輪組特點(diǎn)和機(jī)械效率的理解通過(guò)推導(dǎo)滑輪組機(jī)械效率的公式,初步學(xué)會(huì)滑輪組的機(jī)械效率計(jì)算(2)如圖(乙)所示,豎直勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使鉤碼升高,讀出拉力F,并用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s,將這三個(gè)量填入表格。(3)算出有用功W有用、總功W總、機(jī)械效率η并填入表格。(4)改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。(5)換用圖(丙)所示的裝置重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟(1)~(3),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表格。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η1234學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小組成員做好分工,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師巡視指導(dǎo)并拍照,完成實(shí)驗(yàn)后,教師展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。課件展示實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量豎直向上,且應(yīng)在鉤碼勻速移動(dòng)的過(guò)程中讀取拉力的大小。實(shí)驗(yàn)完成后,小組代表進(jìn)行展示,其他小組進(jìn)行補(bǔ)充,教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率的因素:物體的重力、動(dòng)滑輪的重力、繩子與滑輪之間的摩擦力,與繩子的繞法、繩子段數(shù)無(wú)關(guān)。1.動(dòng)滑輪重一定,物重越大,機(jī)械效率越高。2.物重一定,動(dòng)滑輪越重,機(jī)械效率越低。交流討論:1.動(dòng)滑輪重力、物重相同時(shí),所測(cè)機(jī)械效率不同的可能原因是什么?繩子與滑輪或滑輪與軸之間的摩擦不同。2.本實(shí)驗(yàn)中,如果不使用刻度尺測(cè)量距離,能否計(jì)算機(jī)械效率?可以用η=W有用W總=GhFs=培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑿〗M合作探究的能力培養(yǎng)分析數(shù)據(jù),得出正確結(jié)論的能力及時(shí)進(jìn)行交流評(píng)估,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣3.如何提高機(jī)械效率?影響因素改進(jìn)措施(提高效率)被提升物體的重力在機(jī)械承受的范圍內(nèi),盡可能增加被提升物體的重力機(jī)械自身的重力改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu),減輕機(jī)械自身的重力機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件的摩擦對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng),保持良好的潤(rùn)滑,減小摩擦例題2如圖所示,用相同的滑輪和繩,把同一袋沙子從地面提升相同高度,(甲)圖中拉力做的總功為W1,機(jī)械效率為η1;(乙)圖中拉力做的總功為W2,機(jī)械效率為η2,不計(jì)繩重與摩擦,則W1<W2,η1>η2。(均選填“>”“=”或“<”)

先思考,然后小組討論。小組同學(xué)進(jìn)行展示,說(shuō)明分析過(guò)程。通過(guò)例題,比較不同滑輪的機(jī)械效率,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題板書設(shè)計(jì)第4節(jié)機(jī)械效率1.有用功、額外功、總功(1)有用功:提升重物時(shí),將重物提升一定高度拉力所做的功。(2)額外功:克服機(jī)械的自重和摩擦力等因素而做的功。(3)總功:W總=W有用+W額外。2.機(jī)械效率(1)定義:有用功跟總功的比值。(2)公式:η=W有用(3)機(jī)械效率η<1。3.滑輪組的機(jī)械效率(1)同一滑輪組,提升物體的重力越大,機(jī)械效率越高;不同滑輪組提升重力相等的物體,動(dòng)滑輪重力越小,機(jī)械效率越高。(2)提高滑輪組機(jī)械效率的方法增加被提升物體的重力;減小動(dòng)滑輪的重力;減小滑輪與繩、軸間的摩擦。作業(yè)設(shè)計(jì)必做題:課本P121“練習(xí)與應(yīng)用”1~5題。選做題:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量斜面的機(jī)械效率,探究影響斜面機(jī)械效率的因素。教學(xué)反思本節(jié)課是在新課程理念的指導(dǎo)下實(shí)施的課堂教學(xué),教學(xué)力求以學(xué)生的發(fā)展為本,努力創(chuàng)設(shè)“和諧、平等、探究合作”的教學(xué)情境,倡導(dǎo)課程不只是知識(shí)的載體,也是教師和學(xué)生共同探求新知識(shí)的過(guò)程,教學(xué)不只是單純的教與學(xué),而是師生共同尋求發(fā)展的過(guò)程