九年級(jí)物理上冊(cè) 第十一章《簡(jiǎn)單機(jī)械和功》五、機(jī)械效率教學(xué)設(shè)計(jì) 蘇科版

1、第十一章 簡(jiǎn)單機(jī)械和功五、機(jī)械效率一、設(shè)計(jì)思路：本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了功及功率內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論利用機(jī)械對(duì)物體做功的一種實(shí)際情況。教學(xué)難點(diǎn)是引入機(jī)械效率的概念，重點(diǎn)是正確理解有用功、額外功的含義。本節(jié)教學(xué)的設(shè)計(jì)思路是：（一）、還學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)表格，動(dòng)手操作，收集數(shù)據(jù)，處理信息，得出結(jié)果，再去發(fā)現(xiàn)，再做深入探究，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中領(lǐng)悟有用功、額外功、總功等抽象概念，理解機(jī)械效率的意義。（二）、活化學(xué)生已知，創(chuàng)設(shè)問題情景，降低思維起點(diǎn)，注重搭建教學(xué)梯度，分解學(xué)習(xí)難度，逐步拓展思維力度，讓學(xué)生不僅獲得“跳一跳，摘得到”的成功體驗(yàn)，而且逐步培養(yǎng)學(xué)生解決具體問題的能力。二

2、、教學(xué)準(zhǔn)備：教師：動(dòng)滑輪提升鉤碼實(shí)驗(yàn)裝置學(xué)生：鐵架臺(tái)，細(xì)線，動(dòng)滑輪，鉤碼，彈簧測(cè)力計(jì)，刻度尺三、教學(xué)流程（一）創(chuàng)設(shè)情景，引出問題師：邊演示邊設(shè)問：同學(xué)們，用動(dòng)滑輪提升物體（如圖1），手拉繩子做功了嗎？動(dòng)滑輪對(duì)物體做功了嗎？他們都做了功，兩者相等嗎？生：思考與猜測(cè)，并說明理由。師：需要什么儀器？怎樣通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜測(cè)？生：思考后回答，（如圖1），分別用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物重G、手的拉力F，用刻度尺測(cè)出物體上升的高度h、手移動(dòng)的距離s；再根據(jù)功的計(jì)算公式，分別計(jì)算出動(dòng)力對(duì)繩子做的功（WFS），動(dòng)滑輪提升重物做的功（WGh），兩者相比較就可以知道“兩功”是否相等。師：方法設(shè)計(jì)得很好，為了便于記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)

3、據(jù)，請(qǐng)同學(xué)們自己先嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格。生：獨(dú)立設(shè)計(jì),然后相互交流,補(bǔ)充完整。（請(qǐng)一位同學(xué)上黑板設(shè)計(jì)）.實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N動(dòng)力F/N鉤碼上升高度h/m手移動(dòng)的距離s/m手做的功w/J對(duì)鉤碼做的功w/J123師：實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了減小誤差，要注意盡量豎直向上緩慢勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，讀出示數(shù)。用刻度尺測(cè)鉤碼上升距離后，你能不能馬上就知道手移動(dòng)的距離呢？生：根據(jù)繩子股數(shù)得到s=nh師：下面請(qǐng)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)滑輪下掛不同的鉤碼數(shù)目，分別測(cè)量數(shù)據(jù)。比一比，哪組既快又好，先做好地把數(shù)據(jù)記錄表格中。（二）活動(dòng)：再探動(dòng)滑輪生：分組實(shí)驗(yàn)。師：（教師查巡、指導(dǎo)）生：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格中實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N動(dòng)力F/N鉤碼上

4、升高度h/m手移動(dòng)的距離s/m手做的功w/J對(duì)鉤碼做的功w/J110801020160122120102024023316020406406師：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果，你發(fā)現(xiàn)了什么？生：發(fā)現(xiàn)手的拉力對(duì)繩子做的功大于動(dòng)滑輪提升物體做的功。師：為什么手的拉力（即動(dòng)力）對(duì)繩子做的功大于動(dòng)滑輪提升物體做的功呢？生：（討論分析、教師引導(dǎo)）利用動(dòng)滑輪提升重物做功時(shí)，除了克服重物本身的重力做功外，還必須克服動(dòng)滑輪的重力、繩重及摩擦力而多做功。（三）、揭示概念：有用功、額外功、總功、機(jī)械效率師：在上面的實(shí)驗(yàn)中，用動(dòng)滑輪將鉤碼提升至一定的高度，手的拉力（即動(dòng)力）所做的功，一方面克服鉤碼重做功，即達(dá)到我們目的做功，

5、我們稱之為有用功（W有用），另一方面，還要克服動(dòng)滑輪本身的重、繩重及摩擦力做功，即我們不想做、但只要使用它，又不得不做的功，稱之為額外功（W額外）。手（動(dòng)力）所做的總的功等于克服全部阻力所做的功，叫做總功（W總）。即W總W有W額。由于W額的存在，手的拉力對(duì)繩子做的功大于動(dòng)滑輪提升物體做的功。不管是動(dòng)滑輪，還是其他簡(jiǎn)單機(jī)械，實(shí)際生活中力做功，都伴隨著有用功和額外功的存在。請(qǐng)學(xué)生判斷，右圖中分別用三種方式把沙子提到裝修的樓上去，哪些是有用功？哪些是額外功？總功？生：思考后回答鞏固。師：在使用機(jī)械時(shí)，有用功只占總功的一部分，我們總希望有用功在總功中所占的比值越大越好（或額外功所占的比值越小越好）。比

6、值的高低是機(jī)械性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。如何比較呢？請(qǐng)學(xué)生試試。 師：物理上就用有用功在總功中所占比值的大小反映機(jī)械性能優(yōu)劣，引入了新的物理量，就叫機(jī)械效率，用來表示師：由機(jī)械效率的含義，我們能否寫出它的表示式？生：（討論、分析得出：）師：請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算出分組實(shí)驗(yàn)所用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)的機(jī)械效率大小。生：（分組計(jì)算分析、討論）交流機(jī)械效率的大小。（四）深入探究師：從計(jì)算結(jié)果，你還能發(fā)現(xiàn)什么新問題？生：機(jī)械效率是有用功與總功的比值，機(jī)械效率總是小于1。同一機(jī)械，當(dāng)物重加大時(shí)，機(jī)械效率增大。師：為什么機(jī)械效率1？生：因?yàn)閃總W有W額。使用機(jī)械時(shí)，除了要對(duì)有用阻力做有用功外，還不得不克服額外阻力做額外功，

7、W有W總，即1。師：為什么物重加大時(shí)，機(jī)械效率會(huì)增大？生：（討論、教師引導(dǎo)、分析）同一動(dòng)滑輪，提升重物至同樣高度，物重增加，做的有用功增加，而額外功不變，師：通過上面的分析，請(qǐng)同學(xué)們議一議，影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素有哪些？生：提升物體的重G，動(dòng)滑輪的重G動(dòng)及摩擦力f。師：再問，動(dòng)滑輪機(jī)械效率與提升的速度、提升的高度是否有關(guān)呢？請(qǐng)說出你的理由。生：動(dòng)滑輪機(jī)械效率與提升的速度、提升的高度無關(guān)。師：我們已找到影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素有物體的重G，動(dòng)滑輪的重G動(dòng)，及摩擦力f，那么如何提高機(jī)械的效率呢？生：提高機(jī)械效率的途徑：一是增加物重（即盡量滿載時(shí)工作，增加有用功）；二是減輕機(jī)械自重，減少部件間的摩擦（即減少額外功占總功的比例）。（五）師生共同小結(jié)、歸納。（六）問題討論1、不計(jì)摩擦，用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組分別提升同一重物上升同一高度，則機(jī)械效率最大的是 A、定滑輪； B、動(dòng)滑輪；C滑輪組； D、一樣大。2、某人用圖2所示的滑輪組提起1200牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，求：此人所做的有用功、總功、額外功、機(jī)械效率分別是多少