五、机械效率板书设计及设计说明

《机械效率》教学设计

协税镇初级中学 张文君

一、教学设计思路

物理课程标准将科学探究纳入重要的内容标准，旨在加强学生科学素质的培养。对学生来说，它既是学习的目标之一，也是一种重要、有效的学习方法；对教师来说，它也是一种重要的教学方法。针对本节课的重、难点，在教法和学法上拟用实验探究法，以便更好地达到教和学的目的。

本设计的第一环节是通过回忆功的有关知识，复习导入。为

学生顺利完成反映机械性能的机械效率构建了必要的基础知识平台。

第二环节是猜想、实验和质疑，通过活动一，让学生对问题“手拉绳子做的功等于动滑轮拉重物所做的功吗？”进行猜想，并引导设计实验验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现，手拉绳子做的功总是

大于动滑轮拉重物所做的功。通过实验的设计归纳则可培养学生归纳、推理能力，同时达到渗透物理学研究方法的目的。得出结论后进一步让学生分析讨论：多余的功干什么了，引出使用机械的三个功。

第三环节是认识有用功、总功、额外功，这一环节放手给学生自主学习，在教学中教师要帮助学生自己进行知识的构建，而不是去复制知识，旨在发展学生多方面获取信息的能力。紧接着是认识机械效率，

通过前面学生已经认识三个功以及它们之间的关系，由上面的对多余的功（即额外功）的讨论，引导学生认识到有用功和总功数量上相差越小越好，继而放手给学生自主学习，过度自然且易于理解机械效率

的意义。接着讨论

“如何才能提高它的机械效率”，增加有用功、减少额外功入手，加深对机械效率的理解。第五环节对滑轮组、斜面机械效率有用功、总功计算，帮助学生进一步理解机械效率，学会计算方法，教师适当引导：把公式通过讨论和理论分析培养学生的逻辑思维能力。

第五环节是课堂巩固，通过三个练习，解决机械效率概念问题；滑轮组机械效率计算问题。

最后一环是小节和作业布置，利用遗忘规律，起当堂巩固和延伸课堂教学的作用。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）通过探究定滑轮，知道有用功、总功、额外功及三者关系。

（2）理解教学效率的概念，知道计算公式，会计算滑轮组、斜面机械效率

（3）知道机械效率物理意义，总小于100%。

2、过程与方法

（1）通过探究动滑轮的活动，明确使用机械要做额外功。

通过实例讨论，认识提高机械效率的主要办法。

（2）通过学生动手实验，培养学生观察、分析问题能力、实践能力。

3、情感态度、价值观

（1）在小组合作实验中，培养团队意识。

（2）在合作交流中，形成相互尊重，探究真理的态度。

（3）指导提高机械效率的实际意义和方法，有提高机械效率意识，对节约能源的认识有新的拓展。

三、教学重点：

1、有用功、总功、额外功概念及机械效率定义

2、机械效率简单计算

四、教学难点：

1、有用功、总功、额外功概念的理解

2、机械效率概念及简单计算

五、教学准备：

铁架台、细线、钩码、弹簧测力计（11组），PPT课件，练习题（打印）

六、教学方法

：

实验、探究、讨论、归纳

教学过程

（一）复习导入

演示实验：手提钩码到一定高度，提问：手对钩码做功了吗？为什么？如何计算？（随意点几名学生回答）

（二）探究实验

1、实验引导：利用动滑轮把钩码提高一定高度。让学生思考：手拉绳做功了吗？动滑轮对钩码做功了吗？这两个功相等吗？请大家猜一猜。（引导学生思考，是否相等，得通过实验才能验证）

2、引导学生：（1）需要哪些测量工具？需要测哪些物理量（G、

h、F、S）？实验表格如何设计？（请一位学生上黑板画出表格）。

（2）讨论实验步骤：

①测出钩码重G

②组装动滑轮。

③沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，读出拉力F，同时测出S、 h ，数据填入表格

④改变钩码个数，重复上述实验。

次数

手移动动滑轮对钩码做动力钩码上升高手做的功W/J 钩码重G/N 的距离的功W/J F/N 度h/m （W=FS) S/m (W=G码h)

1 2 3

3、学生分组实验，教师在教室巡回指导。

4、交流实验结果。找三组学生来展示本组实验数据，最后分析数据，得出结论：手拉绳做的功大于动滑轮对物体做的功。

（三）有用功、总功、额外功

1、有上述结果：手拉绳做的功大于动滑轮对物体做的功引入有用功、总功、额外功概念。

2、有用功W有：对完成工作目标有用的功。（为达到目的所做的功）

总功W总：动力（拉力）对机械做的所有的功。

额外功W额：对完成工作目标不需要但又不得不做的功。 （克服机械自重，机械间的摩擦）

3、举例讨论：提水上楼清洁，目的是什么？未达到目的所做的功？（有用功）、拉力（动力）做的功包含哪些？（总功）、额外功是对谁做的功？

4、三者关系：W总=W有+W额

（四）机械效率

1、定义：有用功跟总功的比值叫机械效率

2、公式：

3、讨论：

（1）机械效率会不会大于100%？为什么？（让两位学生回答）

（2）某机械的机械效率为70%，说明了什么？（让两位学生回答）

（3）能否说：机械效率高，做功就多？做功就快？

4、小结机械效率特点：

（1）机械效率是一个百分数，没有单位。 （2）由于W额必然存在，机械效率总小于1。 （3）机械效率是有用功跟总功的比值，机械效率高，有用功在总功中占的比例大，不能说明做功快或做功多。

（4）机械效率是机械性能重要指标

W有W总100%

5、讨论思考：如何提高机械的机械效率？（引导学生从有用功跟总功的比值这方面思考）；学生讨论，提几名学生回答。（减少额外功；增加有用功）

（五）引导学生推导滑轮组、斜面机械效率计算（从有用功、总功定义方面入手）

1、滑轮组 ： W有= G物h

W总= FS

S=nh

2、水平滑轮组：

W有= f S物

W总= FS

（六）课堂巩固（出示练习题，小组完成，选取3组学生答案，在屏幕展示，同时给予评价）

1、关于机械效率，下面说法正确的是（

）

A．功率越大的机械，机械效率越高 B．机械效率越高的机械越省力 C．机械效率越低的机械，做的功就越少 D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1 2、用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N．所用时间为20s。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

（1）拉力F做的有用功；

（2）拉力F做功的功率；

（3）滑轮组的机械效率.

（七）课堂小结：学生自己归纳总结，分小组发言，教师对学生归纳发言较好的给予表扬，并指出其中的不足。 （八）作业：课后作业1-3题。