优获奖教案 认识机械效率.docx

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优获奖教案认识机械效率

第1课时　认识机械效率

1．知道有用功、额外功、总功的含义，知道三者之间的关系。

2．知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率。

经历探究滑轮组机械效率的过程。

1．通过探究活动增强与其他同学合作的意识，培养学生严谨的科学态度。

2．在分析问题、解决问题的同时，体会成功的喜悦，激发探索科学的求知欲。

3．关注生产、生活中的各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。

1．理解机械效率。

2．探究滑轮组的机械效率。

理解机械效率。

多媒体课件等。

一、情景引入

小明家最近买了一套新房，家在三楼。

想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。

请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组的办法最好？

如图所示的三种方法可供参考：

第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。

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。

二、新课教学

探究点一：

有用功、额外功和总功

结合用动滑轮提升沙子，请同学们观看提沙子过程的视频。

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？

板书：

一般来说，必须要做的功为有用功，克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为额外功，有用功和额外功之和为总功。

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。

探究点二：

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＝×100%

计算公式：

η＝×100%

注意：

对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有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示机械效率，你认为哪种表达更好？

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。

多媒体展示例题：

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。

三、板书设计

第3节　机械效率

第1课时　认识机械效率

1．有用功、额外功、总功：

（1）有用功：

为达到目的必须要做的功

（2）额外功：

我们不需要但是又不得不做的功

（3）总功：

有用功和额外功的总和

W总＝W有＋W额

2．机械效率：

（1）有用功与总功的比值叫作机械效率

（2）η＝×100%

常用百分数表示，η<1

《机械效率》一节主要讲述有用功、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。

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，而且在教学过程中让学生自己动手探究滑轮组的机械效率，调动了学生自主学习的积极性和主动性，激发了学生学习的积极性。

第二节弹力

教师寄语：

书犹药也，善读可以医愚——刘向

学习目标：

1、了解弹性、塑性及其在生活中的应用。

2、探究弹簧伸长长度与拉力的关系。

3、掌握弹簧测力计的使用方法。

4、培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力。

中心任务：

知道弹簧测力计的原理及使用方法。

学习过程：

一、课前自主学习

根据要求，阅读课本相关内容，先对下面问题独立探究，然后在组内交流，找出最佳解决方案。

任务一：

认识弹力。

阅读弹力相关内容，回答下列问题。

1、______________________________叫弹性，____________________________________叫塑性，_______________________________________________________________叫弹性限度。

____________________________________________叫弹力

2、弹性和塑性的相同点与区别？

请举出生产和生活中应用弹性和塑性的实例。

3、弹力在生活中有哪些应用，请举出你知道的例子。

任务二：

阅读弹簧测力计相关内容，回答下列问题。

。

1、测量力大小的工具叫做____________，实验室里常用_________来测量力的大小，其原理是_____________________________________________。

2、弹簧测力计使用前应先观察哪些方面？

如何读数？

二、合作探究：

探究弹簧测力计的使用方法，组内交流探究解决下面问题，并将组内合作探究结果展示给全班同学们。

（1）使用前应先观察___________和分度值

（2）检查指针______________

（3）读数时视线要与刻度____________

（4）实验室常用弹簧测力计能否水平测力？

2.给你一个白色纸板，你能否自制一个弹簧测力计？

该测力计你将如何定零刻线及其它刻线？

试着做一做，做好后试着用自制的测力计测一下文具盒、书等物体的重力。

三、梯度训练

A组

1.弹簧测力计的刻度是均匀的，这是因为弹簧测力计是根据__________________________的原理制成的

2.如图使用一只弹簧测力计时，首先观察弹簧测力计：

弹簧测力计的分度值是_______，最大测量值是_______。

弹簧测力计测量范围是________，指针所示被测重力是________N。

3.使用弹簧测力计应注意的是：

使用前要观察量程和分度值，指针要在_______。

使用过程中，指针、弹簧不得与外壳有摩擦。

使用过程中，拉力不能超过弹簧测力计的________。

4.使用弹簧测力计时，下面几种说法中错误的是（）

A、弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜

B、使用前必须检查指针是否指在零点上

C、使用中弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦

D、使用时，必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围

5.甲、乙两人各用10N的力沿相反方向拉同一弹簧测力计，则弹簧测力计的读数为（）

A、20N

B、10N

C、0N

D、5N

6.若某同学用一根弹簧测力计的实验时，在弹簧的下端挂不同重力的钩码，对应的弹簧的长度也不同，具体数据见下表：

钩码重力G/N

0

2

4

6

8

10

12

弹簧长度L/cm

3

4

5

6

7

8

8.5

（1）该同学制作的弹簧测力计的量程是_______N；弹簧的原长是________cm

（2）请你分析表中这些实验数据，你得到的一个重要的实验结论是______________________

7.小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计，发现它的量程太小（只有1N）

小红想将测力计的量程提高为2N，初步拟定了以下几种方案，其中可行的是（　　）

（1）换一根相同的橡皮筋，然后改变刻度达到要求

（2）加一根相同的橡皮筋，然后改变刻度，提高量程

（3）直接改变刻度，把刻度是1N的地方改写成2N

（4）增加刻度，在1N刻度之外按比例加刻度，直至2N

你认为可行的方案是__________。

另外几种方案不可行的理由是什么？

B组

1.在物理学上，利用力产生的____来测量力的。

2.测量力的大小的工具是___________，实验室常用测量力的大小的工具是________，它是依据______________________________________________________________的道理制成的。

3.使用弹簧秤的时候，首先要看清__________,加在弹簧秤上的力不能__________________。

4.在图中，A、B两球相互间一定有弹力作用的图是（）

第二节弹力

三、梯度训练.

A组

1.在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比

2.0.2N5N0~5N1.6N

3.零刻线上最大量程

4.B

5.A

6.B

7.

（1）103

（2）在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比

8.

（2）同一根橡皮筋，量程时不会发生改变的，直接在1N的下方加刻度，会超过橡皮筋的弹性限度。

B组

1.效果

2.测力计弹簧测力计在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比

3.量程超出它的量程

4.B

第3节大气压强

教师寄语：

科学研究就像钻木板，有人喜欢钻薄；而我喜欢钻厚的。

——爱因斯坦

学习目标：

1、了解由于大气压的客观存在而产生的现象。

2、了解测量大气压的方法，了解大气压强的大小和单位。

3、了解生活中利用大气压强的现象。

4、观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。

5、通过大气压强的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。

中心任务：

大气压的存在和大小。

学习过程：

一、课前自主学习

根据要求，阅读课本相关内容，先对下面问题独立探究，然后在组内交流，找出最佳解决方案。

1.认识大气压强的存在。

观察图9.3—1中图甲、乙、丙小实验，并阅读第一二自然段，然后回答下列问题，比一比谁完成的最快！

。

（1）图中实验现象说明了什么？

_________________________

（2）大气压强，简称__________或________。

2.初识大气压的测量方法。

观察课本托里拆利实验图，回答下列问题：

（1）在课本实验中，玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，因此是_____支持管内水银柱不落下，当下降到760mm高时，不再下降，说明___________与______产生的压强相等。

（2）若实验当中大气压强支持的水银柱有760mm高，则大气压强是多？

（3）首先用实验的方法测出大气压强的数值的科学家是______________________标准大气压是_________Pa。

（4）若大气压支持的水银柱有760mm高，若换用粗管高度将如何变化？

若向上提一提（管口未露出液面），则高度将如何变化？

_________。

若再向槽内增加水银，则高度将如何变化？

_________。

若将管子倾斜，则管内的液柱高度将如何变化？

_________。

3.认识气压计

（1）利用自制气压计，完成课本“想想做做”中的实验，观察现象：

从一楼到五楼，玻璃管内水柱高度变_______，这说明__________________________。

（2）_____________________________叫气压计，用的比较多的是________气压计，例如氧气瓶上的气压计。

（3）大气压的大小随高度的变化特点是：

随着高度的增加，大气压_______。

（3）讨论课本42页“科学世界”，认识大气压的应用，说出抽水机的工作过程。

二、合作探究

1.注射器的针头做得很尖，其目的是_____________________，注射器能将药液吸入针管是利用了___________作用。

2.已知人的皮肤的表面积约为1.5m2。

那么在1个标准大气压下1.5m2的面积上受到的大气压力为多少N？

人体并没有被压扁是因为什么？

（P0=1.0×105Pa）

三、梯度训练

A组

1.第一位用实验的方法测出大气压强数值的科学家是（）

A、托里拆利

B、牛顿

C、伽利略

D、焦耳

2.在做托里拆利实验时，不小心玻璃管中留有少量残余空气，则（）

A、大气压强的测量值与真实值相同

B、大气压强的测量值大于真实值

C、大气压强的测量值小于真实值

D、条件不足，无法判断

3.不可以直接说明大气压强存在的事实是（）

A、带挂钩的塑料吸盘吸附在光滑的玻璃上

B、钢笔从墨水瓶中吸取墨水

C、用塑料管吸取饮料瓶中的饮料

D、河堤的下段比上段要造得宽

4.下列过程中没有利用大气压的是（）

5.下列现象中不是利用大气压强的是（）

A、把吸盘式挂衣钩紧贴到墙上后可挂衣服

B、用胶头滴管吸取药液

C、茶壶的盖上留一小孔，水才容易倒出

D、用力下压打气筒的活塞，把气充进轮胎中

6.天空中的氢气球，升到一定的高度就会爆裂，以下正确的是（）

A、这一高度的大气压值，把气球压裂

B、高空中的温度很低，气球被冻裂

C、高空中的大气压值小，气球向外膨胀，把气球胀裂

D、高空中的紫外线很强，将气球照裂

7.在托里拆利实验中，如果使玻璃管倾斜，那么管内的水银柱（）

A、长度减小

B、高度不变

C、高度增大

D、高度减小

8.在一个标准大气压下做托里拆利实验时，当玻璃管中的水银柱稳定后，在管顶穿一个小孔，那么管内的水银将（）

A、往上喷出

B、稍微降下一些

C、降低到和管外水银面相平

D、保持原来的高度不变

9.宋朝著名文学家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游，发现山上“煮米不成饭”，他认为是因为山上的泉水太寒冷，故有“万古冰雪之汁”之说，其实这是由于高山上的气压_____，导致水的________的缘故。

10.如图所示，将玻璃杯中盛满水，然后将硬纸片紧密盖住杯口，再倒转过来，并缓慢的向各个方向转动，结果回复发现纸片将__________（选填“会”或“不会”）掉下来，这个实验说明了______________。

11.如图所示表示出了大气压随高度变化的情况，一架“波音747”客机正常飞行在9千米高度，此时飞机外的大气压值约为_______．由图还可以分析出大气压与高度变化的规律是：

___________________________________________。

如果在离海平面1km的高度烧水，则水沸腾时的温度_______小于（填“大于”“小于”或“等于”）100℃．

12.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的。

如图所示为水的沸点跟气压的关系图像。

已知某同学家的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为84g。

请你通过计算并对照图像来判断：

用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少℃？

（g取10N/kg，大气压值取1.0×105Pa）

13.某课外兴趣小组用容积为20cm3的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的小实验，主要步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽堵住注射器的小孔．

（2）如图所示，用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器筒，当注射器中的活塞移动到某一位置时，立即记下弹簧测力计的示数F为18N．

（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L为10cm．

请根据以上实验数据算出大气压的值．

B组

1.下列现象不能说明大气压存在的是（）

A、堵住茶壶盖上的小孔，茶壶里的水就不容易被倒出来

B、用塑料吸管能把饮料吸入口中

C、人潜水时感觉胸口很闷

D、两块玻璃板的表面用水浸湿，将两块合在一起，很难分开

2.做托里拆利实验时，下面哪种情况对管内水银柱的竖直高度有影响（）

A、玻璃管的粗细

B、玻璃管倾斜

C、玻璃管插入水银槽的深度

D、外界大气压变化

3.如图所示，把塑料挂衣钩的吸盘紧贴在光滑的墙上，就能用它挂衣服或书包，在解释这个现象时分用以下四句话．①大气压强把塑料吸盘紧压在墙上；②把挂衣钩的吸盘紧贴在墙上，塑料吸盘与墙壁之间空气被挤出；③吸盘与墙之间产生一个很大的摩擦力；④所以挂衣钩可以挂住衣服或书包．按照下列哪个顺序排列这四句话，可以把这个现象解释得最清楚（　　）

A．①②③④B．②①③④C．③②①④D．②③①④

4.把装满水的杯子浸入水中，口朝下。

然后抓住杯底向上提，在杯口离开水面前，杯子露出水面的部分（）

A、充满水

B、有水，但不满，水面上方是空气

C、没有水

D、有水，但不满，水面上方是真空

5.我们的日常生活中有很多事例应用了大气压的知识，例如：

抽水机利用大气压把水从低处抽到高处。

请你仿照示例列举出有关大气压应用的实例。

a______________________________________

b_________________________________

第三节大气压强

三、梯度训练

A组

1.A

2.C

3D

4.CF

5.D