初二下冊物理（北京版）-探究影響滑輪組機械效率的因素教案

科目物理教材北京版學(xué)段八年級下冊授課教師學(xué)校時間本課標(biāo)題探究影響滑輪組機械效率的因素教學(xué)目標(biāo)設(shè)計知識與技能理解有用功、總功的概念會使用彈簧測力計和刻度尺測量滑輪組的機械效率理解物重、動滑輪重和滑輪與軸的摩擦可以影響滑輪組機械效率過程與方法1.通過猜想、測量、驗證不同滑輪組的機械效率不同，以及進一步探索同一滑輪組機械效率是否相同的過程，體會科學(xué)探索的過程；2.通過對滑輪組額外功的測量、對比和分析，培養(yǎng)學(xué)生記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的能力。情感態(tài)度與價值觀1.讓學(xué)生體會，在實際測量中，要尊重實驗客觀事實。在認(rèn)識事物和探索的規(guī)律的過程中抓住主要矛盾忽略次要矛盾的重要性。2.在探究滑輪組機械效率的過程重，體會機械的使用對社會發(fā)展的作用，意識到提高機械效率的必要性。教學(xué)重點有用功和總功的講解測量動滑輪對物體的拉力記錄、分析實驗數(shù)據(jù)教學(xué)難點1．如何測量滑輪對重物拉力2．探究滑輪組機械效率與物重是否有關(guān)時，避免循環(huán)論證教學(xué)流程比較不同滑輪組做相同有用功時的機械效率比較不同滑輪組做相同有用功時的機械效率分析、猜想、驗證影響滑輪組機械效率不等因素比較相同滑輪組做不同有用功時的機械效率分析、猜想、驗證影響滑輪組機械效率不等因素測量滑輪組的機械效率滑輪組的機械效率與動滑輪重有關(guān)滑輪組的機械效率與物重有關(guān)與提升物體高度無關(guān)問題解疑學(xué)以致用小結(jié)實際測量中，不能忽略次要因素。探究規(guī)律是可抓住要因素忽略次要因素教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動教學(xué)說明不同滑輪組做相同的有用功機械效率是否相同問題：不同滑輪組，做相同的有用功機械效率相同嗎？驗證猜想：測量兩滑輪組機械效率問題：如何測量滑輪組的機械效率分析學(xué)生方案回顧機械效率：滑輪組的機械效率等于有用功與總功的比值，總功是外界對滑輪組的輸入功，此時是人手對滑輪組的拉力F做的功，等于繩子末端受到的拉力F乘以繩子末端被拉過的距離S?；喗M對外輸出的功叫做有用功，那么有用功是哪個力做的功呢？顯然是動滑輪對外的拉力T做的功是有用功。三種情景下的拉力T的大小分析情景一中如果物體在變速上升的過程中，動滑輪對物體的拉力T不等于G,只有使物體勻速上升，動滑輪對物體的拉力T=G，所以這種情景下要想測量滑輪組的機械效率，必須讓重物勻速上升。情景二中當(dāng)重物在水中勻速上升時，動滑輪對物體的拉力T=G-F浮，情景三中物體勻速前進時，動滑輪對物體的拉力T=f滑經(jīng)過上面的分析我們可以得出，這位同學(xué)說的測量機械效率的方法并不準(zhǔn)確，其原理應(yīng)是η=Th/FS。【實驗一】測量兩滑輪組的機械效率T/N44h/m0.10.1W有/J0.40.4F/N1.61.8S/m0.30.3W總/J0.480.54η83.3%74.1%【實驗表格】從數(shù)據(jù)我們可以看出，這兩個滑輪組的機械效率不同，同學(xué)們你們都猜對了嗎？猜想實驗原理：η=Gh/FS實驗方法：用測力計分別測出物重G和繩子末端拉力F，用刻度尺測出物體上升的距離h和繩端上升的距離S對物體進行受力分析加深學(xué)生對有用功的理解培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神增加學(xué)生多角度思考問題的意識問題1.這兩個滑輪組的機械效率為什么不同呢？問題2.造成額外功不同的原因有哪些呢？【實驗二】探究滑輪組機械效率于動滑輪重是否有關(guān)測量一下動滑輪的重力。實驗結(jié)論：滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關(guān)，動滑輪重力是影響額外功的主要因素從機械效率的角度分析潤滑油的作用兩個滑輪組的有用功相同，那影響機械效率不等的原因就出在額外功，1號滑輪組的額外功是0.08焦耳，2號滑輪組的額外功是0.14焦耳（表格數(shù)據(jù)展示）在這個過程中額外功來源于克服動滑輪重輪和繩重做功、克服輪與軸的摩擦做功。很顯然甲乙兩滑輪組的動滑輪重力不同對比克服動滑輪做的額外功和總額外功培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力后面的教學(xué)做鋪墊增強學(xué)生應(yīng)用物理知識解決生活中問題的意識。相同滑輪組機械效率是否相同問題1：不同的滑輪組機械效率不同，那么相同的滑輪組機械效率相同嗎？【實驗三】使用相同滑輪組對外輸出的有用功不同實驗（物重和高度都不同），計算出兩次的機械效率，發(fā)現(xiàn)機械效率不同問題2：造成滑輪組機械效率不同的原因是什么？問題3：造成有用功不同的原因是什么？問題4：是物重和提升的高度都影響滑輪組的機械效率嗎?還是只有其中一個因素影響？我們還需要進一步的實驗?！緦嶒炈摹肯嗤喗M，保持提升高度不變，改變物體的重力大小實驗結(jié)論：滑輪組的機械效率與提升物體的重力有關(guān)，且同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組的機械效率越大?！緦嶒炍濉肯嗤喗M，提升物重相同，提升高度不同實驗結(jié)論：滑輪組的機械效率與物體提升的高度無關(guān)。學(xué)生思考有用功不同物重和提升的高度觀看實驗記錄數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力。提高滑輪阻的機械效率方法問題：如何提高滑輪組的機械效率通過減小動滑輪重力可以減小額外功，增大提升物體的重力，以增加有用功在總功中所占的比例可以提高滑輪組的機械效率。對前面實驗的鞏固問題思考測量滑輪組的機械效率不需要使用刻度尺，也不需要組裝滑輪組。利用η=G物/G物+G動，這種方法是否可行？【實驗六】對比實驗（學(xué)生方法與常規(guī)方法對比）分析學(xué)生方法不對的原因【實驗七】滑輪組靜止時和勻速運動時，繩子末端拉力大小比較實驗結(jié)論：在測量實驗時，要尊重實驗事實，次要因素不能忽略回顧實驗四：沒有做到完全的控制變量，在科學(xué)探究的過程重，抓住主要因素，忽略次要因素思考疑惑分析數(shù)據(jù)設(shè)置沖突，探尋本質(zhì)讓學(xué)生體會科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性學(xué)生體會理想模型的應(yīng)用體會測量性實驗和探究性實驗的區(qū)別學(xué)以致用問題：設(shè)計實驗探究滑輪組的機械效率與滑輪組的繞繩方式是否有關(guān)提供的器材有，滑輪若干，鉤碼一盒，細(xì)線、兩種測力計（彈簧測力計和拉力傳感器）【實驗八】探究滑輪組的機械效率與滑輪組的繞繩方式是否有關(guān)實驗結(jié)論：滑輪組的機械效率與滑輪組的繞繩方式無關(guān)。理論推導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗（1）用測力計測出一個鉤碼的重力，在帶有刻度尺的背板上組裝滑輪組，在滑輪組下掛一個鉤碼，用拉力傳感器拉在繩子末端，記下鉤碼和繩子末端的位置；（2）勻速提升鉤碼，從傳感器中讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩子末端上升的距離s。記錄到表格中。（