初中物理机械效率教学设计学情分析教材分析课后反思Word文件下载.docx
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分析影响机械效率大小的因素,掌握提高机械效率的方法。
教学过程
情景导入
小明家最近买了一处新楼房,家在三楼。
现需把装修用材料运到三楼。
请学生发表自己的见解,提出各种方案。
并对各个方案进行讨论,比较优缺点。
教学活动
一、有用功和额外功
阅读教材,观察:
做功的不同办法。
如图11-4-2。
要把重100N的沙子运上三楼。
图11-4-2中画了三种办法。
哪种办法最好,哪种办法最不好?
(1)人做功=对沙子做功+对桶做功+克服自重做功。
(2)人做功=对沙子做功+对桶做功+对动滑轮做功。
(3)人做功=对沙子做功+对口袋做功+对动滑轮做功。
思考:
(1)在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功?
(2)无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功?
(3)在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么?
从而引出有用功、额外功和总功的概念。
(1)无论采取哪种办法都必须做的功叫作有用功。
(2)并非我们需要但又不得不做的功叫作额外功。
(3)有用功加上额外功是总共做的功,叫作总功。
指出:
前面实验中,第三种方法最好,因为第三种方法做的额外功最少,总功最少。
教师可视学生理解程度再列举几个日常生活中的例子。
鼓励并引导学生自己思考举例。
二、机械效率
如果用表示总功,表示有用功,表示额外功,它们的关系是。
由上式可知,任何机械做的有用功只是总功中的一部分。
物理学中把有用功跟总功的比值叫作机械效率。
工作中,我们总是希望额外功越少越好,也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。
在物理学中,用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
机械效率越高,就说明有用功所占的比例越大。
机械效率=×
100%
计算公式:
η=×
注意:
对于实际机械,由于总是有额外功存在,故η<1。
组织学生讨论:
(1)机械效率有单位吗?
(2)为什么机械效率没有大于1的?
(3)用小数和百分数来表达机械效率,你认为哪种表示更好?
学生经过讨论回答:
机械效率没有单位,总小于1,用百分数表示更好。
阅读教材P87,做“活动:
计算机械效率”。
算出图11-4-2中三种不同做功方式的机械效率。
学生各自计算。
得出结论:
第三种做功方式的机械效率最高,第一种做功方式的机械效率最低。
多媒体展示例题:
例利用如图所示的滑轮组,在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速提高1m,绳重、摩擦不计。
求:
总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
(1)组织学生分析、讨论、计算;
(2)展示学生解题过程;
(3)总结、评价。
在实际机械中,与摩擦力有关的额外功往往是不可以忽略的,对提高机械效率,更充分地发挥机械设备的作用,有重要意义。
提高机械效率有什么意义?
学生分析讨论。
教师总结:
提出提高机械效率的意义:
机械效率表示有用功在总功中所占的比值,机械效率越大,做相同的有用功,需要的总功越少,机械能够更好地发挥效用。
η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。
常见机械的效率:
(1)滑轮组50%~70%;
(2)起重机40%~50%;
(3)抽水机60%~80%;
(4)离心式水泵60%~80%。
结论:
①动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。
②物重一定,动滑轮越重,机械效率越低。
讨论:
如何提高滑轮组的机械效率?
学生讨论后得出:
提高滑轮组的机械效率的主要方法有:
尽可能地增加物重,减小动滑轮重,减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。
思维导图
教学反思
本节主要讲述有用功、额外功、总功和机械效率等方面的内容。
前面我们已经学习了功的基本概念,而引入这些物理概念的目的就在于要研究机械做功的问题。
一谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题,所以这节课将更多地与我们的实际生活相联系。
我在上课时注重与生活实际相联系,让学生通过学习,明确机械的使用就是为了代替人力做功,鼓励学生认真了解和认识身边的机械,而且为下一节课让学生自己动手探究滑轮组的机械效率做了预设,调动了并激发了学生学习的积极性和主动性。
学情分析
机械效率是衡量机械性能的重要指标,也是学习其他效率如热机效率的基础,具有十分重要的意义,《机械效率》是初中物理教学的难点,之所以难,从学生的角度主要有以下几个原因:
第一,功的概念本身比较抽象,而机械效率问题涉及有用功、额外功和总功,概念较多容易混淆;
再利用简单机械做功中剖析三种功,理论与实际联系也是障碍。
也就是学生认知难、辨析难、剖析难,难度多多。
第二,在前面的教学中学生学习了一些简单机械,知道使用机械具有省力或省距离的优点,也使其容易走入一个思维误区:
将机械效率与机械省力、机械的功率混淆,认为省力的机械一定也效率高、功率大。
第三,学生缺少生活、生产经验,导致对机械效率的认知形成缺乏基础。
他们不能通过定量分析出同一机械为什么效率不同?
实验中对得出的数据分析与理论的形成跨度较大,这都是学生正确认知机械效率中较大的障碍。
增设分组实验探究内容,使学生通过动手参与,发现同一机械的机械高低不仅与装置本身有关,还与机械的具体使用条件有关,从而形成正确的认识。
通过教学,让学生知道机械效率的定义及其含义,认识机械效率的高低是反映机械效率优劣的重要标志之一,进而分析额外功产生的原因,了解提高机械效率的有效途径,所以我将本节的教学重点定为“运用公式正确求出有用功、总功和机械效率”,教学内容分两课时完成,将第一课时的教学难点定为“能区别并会运用公式计算有用功、总功和额外功”。
机械效率效果分析
这次参加一师一优课活动,有很多感动,很多收获,也遇到了一些教学困境。
一、收获
1、要做一个会思考的老师,其一就是要对问题有深刻认识很重要:
“再探动滑轮”,第二节里做过了探究动滑轮的实验,当时探究出了F与G的关系,s与h的关系。
而今天我们探究的重点是功。
“更好地理解了课本第二节中,滑轮一节达到的教学目标之一。
F与G总的关系。
2、、教学过程生活化,要在具体例子中辨别三功。
类比正确率引出机械效率。
阶段小结:
三功一率。
并指出任何机械(杠杆、滑轮、轮轴都有三功一率)滑轮组中如何求三功一率。
3、有效的课堂教学评价。
课前的提问,帮助学生回忆概念性的知识,理清思路,很重要,本节课不必讲解习题,可以留一节习题课来讲,4、明确主要教学流程,同时也能记住整体思路很重要,这样才能做到心中有数。
例如讨论哪些功是对我们有用的(也是个难以阐释清楚的地方),引出有用功、额外功、总功;
以提水桶和捞水桶为例子,说明当目的不同时,有用功和额外功也不相同;
类比正确率、错误率,引出机械效率的概念;
练习一道题目,求三功一率;
因触犯判断增大和减小机械效率的方法。
5、明确教学目标很重要,定位是什么,想讲清什么。
本节课的教学目标是:
三功一率,能说出其定义;
知道在滑轮组模型中三功一率指什么,用什么公式算,并会求解;
6、课堂上应当引导学生得出结论(设计好问题,以问题串形式教学,语言简洁性),改变告知式的教学特征,目前教学中,很多地方是我在说,是我在过度地引出结论。
(调动学生积极性;
有意识地控制语速;
内容的衔接;
课堂管理;
语言组织,问题的设计;
)
二、进一步改进
1、、关于机械效率的计算,部分学生没有算出来。
原因在于,没有找出有用功和总功。
2、讲解机械效率的百分比范围,有点牵强,生硬。
其实,可以用正确率做类比,学生更清晰。
3、要注意语言表达的科学性,控制变量法讨论问题(比如总结提高机械效率的方法,当额外功不变时,有用功越大,机械效率越大)。
三、感悟
都用心准备就能够把课教顺了,教通了,不至于上一节课下来,感觉很吃力;
要通过评价调动起学生的积极性,愿意学,想学,学生学习效率就会高。
教材分析
效率的概念已广泛应用于工作、生活和学习等方面.教材通过再次探究动滑轮的活动,让学生体会到什么是有用功、额外功、总功,通过比较有用功和总功的大小,认识机械效率的物理意义,找出提高机械效率的方法.机械效率的概念涉及面广,内容抽象,并且是利用两个功的比值来定义该物理量的,学生较难把握.教学中要运用各种教学手段,让学生多看、多举例、多比较、多练习,从不同角度去体会效率的意义,联系生活实际,把效率问题从简单机械延伸到生活的方方面面.学生常常会把功率和机械效率问题混淆,教师应在习题课中强调,两者之间没有因果关系.
(1)知道什么是有用功、额外功和总功.
(2)知道什么是机械效率,并会用有关公式进行简单的计算.(3)知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的意义和主要方法.在知识与技能方面要让学生知道
(1)通过探究动滑轮的特点,知道使用机械就要做额外功.
(2)通过实验与讨论,学习提高机械效率的主要方法;
情感、态度与价值观方面
(1)让学生体验科学探究带来的乐趣.
(2)通过探究活动,让学生对机械的使用有新的认识。
重点:
理解什么是有用功、额外功、总功和机械效率,知道它们之间的关系.通过“再探动滑轮”,让学生猜测并动手设计实验来验证;
通过对实验数据的分析,发现动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功,进一步分析讨论,引出有用功、额外功和总功的概念;
由于额外功的存在,因此使用机械时存在效率的问题,然后通过事例分析,再结合学生探究实验帮助学生理解.
难点:
理解机械效率的概念和物理意义,知道提高机械效率的方法,会进行相关的计算.通过对实例的讨论和理论的分析,知道因为额外功的存在,实际的机械效率均小于1;
结合例题帮助学生理解和学会运用公式,提高分析、计算能力和综合运用能力;
在此基础上,运用公式讨论并结合实验探究,总结出提高机械效率的方法。
机械效率评测练习
1.在使用机械时,为了达到目的而必须对物体做的功叫作________功,而克服机械本身的________及机械零件之间的________做的功,这一类并非我们需要但又不得不做的功叫作________功.这两部分功之和是________功.机械效率是________功跟________功的比值.
2.下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A.额外功少的机械,机械效率一定越高B.机械效率总小于1
C.机械效率越高,表示做功越快D.机械效率越高,说明做的有用功就越多
3.利用某机械工作时,动力做的功是400J,其中额外功是100J,动力做的有用功是________J,机械效率是________.
4.一台起重机将重1800N的货物提高4m,则有用功是________J,如果额外功是4800J,总功是________J,机械效率是________.
5.如图,用动滑轮将重为10N的物块竖直向上匀速提升20cm,拉力为6N.求:
(1)此过程中拉力做的功.
(2)动滑轮的机械效率.
拓展:
(2014•泰安)一辆质量是3.5×
103kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出.已知整个过程中,水平拉力F是1×
103N,汽车沿水平方向匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为90%.求:
(1)拉力F
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