机械效率教学设计精品多篇

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【教学目标】

一、知识与技能

1．知道利用斜面拉物体时，有用功与总功的计算方法，会计算斜面的机械效率。

2．会测定斜面的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。

3．知道提高机械效率的意义和主要方法。

二、过程与方法

1．从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识的兴趣以及深入认识事物的能力。

2．亲身经历测量斜面机械效率的过程，通过参与探究影响斜面的机械效率因素的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，并培养自主合作探究的能力。

三、情感、态度与价值观

1．让学生学会关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。

2．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。

【实验教具】

学生用实验器材：弹簧测力计、刻度尺、木板斜面、毛巾、玻璃、带钩的方木块、长方体铁块、砝码。

老师用实验器材：器材同上。

软件：Flash课件。

【教学过程】

一、创设情景，导入新课

师：工人往高处搬重物时，一般会用什么方法？

生：用木板搭成一个斜面，把重的东西推上去或拉上去。

师：为什么这么做呢？

生：因为斜面可以省力。

师：斜面这种省力的机械，在生活中有许多运用，同学们都见过哪些斜面？

生：盘山公路就是一个大斜面。（大屏幕）

师：还有吗？

生：我们骑自行车上坡时，走S形路线会更容易一些。也是利用了斜面可以省力。

师：这盘山公路像不像S形？

师：桥梁的引桥也是一个斜面，而且桥面越高，引桥也越长。（大屏幕）

师：既然使用斜面可以省力，那能不能省功呢？

生：不能。因为使用任何机械都不能省功。

师：说得很好。实际上使用任何机械都会不可避免的做一些额外功，这样使得有用功总是小于总功，有用功占总功的百分比就是机械效率，我们用它来描述利用机械做功的效率，那么斜面的机械效率到底与哪些因素有关呢？它的省力情况与它的机械效率有什么关系吗？

二、合作交流，解读探究

1．提出问题：

师：这节课我们就一起来探究斜面的机械效率。

师：我们利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。我们不把它竖起提升，而是沿着斜面把它拉上去，这是为了省力。演示：请看这里，沿斜面拉物体时，什么是有用功？什么是总功？如何计算斜面的机械效率？

生：克服物体重力所做的功是有用功，拉力所做的功是总功。

师：我们需要哪些测量仪器？需要测量哪些物理量呢？

生：需要弹簧测力计和刻度尺。要测出物体重力，斜面高度，拉力，斜面长度。

斜面的机械效率：（大屏幕）

师：你们准备怎样测量拉力的大小？

生：用弹簧测力计钩住物体，沿斜面匀速向上拉，读出测力计的示数即为拉力的大小。

师：知道了如何测量斜面的机械效率了，同学们猜想一下，斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢？

2．进行猜想：

生：斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物体重力有关。（大屏幕）

师：能说说你们的猜想依据吗？

生：我觉得可能与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙，克服摩擦力所做的额外功就越多，机械效率越低。

师：有道理。摩擦是影响机械效率的一个重要因素，摩擦力越大，做的额外功就越多，机械效率就越低。

生：我觉得可能与斜面的倾斜程度有关，斜面的倾斜程度越大，把物体提升得也越高，机械效率就越高。

生：我认为可能与斜面的坡度有关。坡度越大，斜面的机械效率越高。

生：我觉得可能与物体的重力有关，物体越重，所以机械效率高（或越低）。

生：我认为可能与斜面的长度有关，斜面越长，克服摩擦力所做的额外功也越多，机械效率就越低。

生：我认为可能与物体对斜面的压力有关，压力越大，机械效率越低（或越高）。

生：我认为可能与斜面的高度有关，斜面越高，做的有用功就越多，机械效率越高。

师：很不错，同学们猜想了这么多因素，而且说得有理有据。我们能不能把这些因素中相类似的因素合并合并，把问题简化一下呢？谁来说？

生：我觉得斜面的坡度与斜面的倾斜程度可以合并。

师：坡度与倾斜程度是不是一个意思呀？

生：我觉得物体对斜面的压力与物体的重力可以合并。

师：物体越重，对斜面的压力也越大，那我们把它们合并为重力，因为压力不太好测量。

生：我认为斜面的高度与斜面的长度也都可以合并为斜面的倾斜程度，因为固定高度，只改变长度或固定长度只改变高度都相当于改变了斜面的倾斜程度，效果是一样的。

师：说得有道理，你能来演示给我们看看吗？

生：演示并解说。把斜面长度固定，只改变斜面高度，斜面的倾斜程度变了；把斜面高度固定，只改变斜面的长度，斜面的倾斜程度也变了。这两种方法达到的效果是一样的。

师：这两种方法都改变了斜面的倾斜程度。但哪一种方法更简便？

生：固定高度，改变斜面的长度更简便。

师：按照同学们的讨论结果，进行合并后，影响斜面的机械效率的因素有几个？

生：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体重力。（大屏幕）

3．设计方案：

师：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，因为实验是检验真理的唯一标准。但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案，因为只有这样，才能让实验有条不紊的进行。

师：当一个物理量与几个因素有关，我们用什么方法来进行探究呢？

生：控制变量法。

师：当一个量与多个因素有关，在探究其中一个因素时，我们要控制其它的因素一定，这就是控制变量法。由于探究的因素较多，我们的时间也有限，所以各小组的同学只能就其中一个你比较感兴趣的问题来进行探究，各小组讨论一下，我来分分组，同时请各小组组长来领取实验报告单。把你们的设计方案写下来，画出实验的图例和实验表格。

生设计实验，师巡视。发现问题及时给与帮助。

4．展示交流结果：

生1：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。分别就较缓、较陡、最陡做三次。 ……此处隐藏11360个字……提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。

师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100N重的砂子运到6m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。

板书：

（一）有用功、额外功、总功

有用功：在工作时，对人们有用的功。

额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。

总功：有用功与额外功的和。

二、引入机械效率

1.实验；把动滑能重G=6N的砝码提高到h=0.2m的高度时，的拉力为多少？

②通过动滑轮组所做的有用功、总功。

2.讨论与分析

（1）有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？

（没有）

（2）使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？

（不同）（这说明额外功不同）

（3）额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？

（越少越好）

师：一定的总功中，额外功少意味着什么？

生：有用功多。

师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。为此我们引入一个新的物理量，叫做机械效率。

板书：

（二）机械效率的定义

有用功跟总功的比值叫做机械效率。

板书：

（三）机械效率的公式：

练习：

1.计算课本例题中起重机的。机械效率。

2.计算学生分组实验中所用的简单机械效率。

师：由计算结果推知。

板书：

（四）机械效率η是个百分数，一定小于100%,没有单位。

三、小结

师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高40分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。

教学目标

1、学习组装滑轮组，掌握测滑轮组机械效率的方法。

2、能进行滑轮组机械效率的计算。

3、提高学生的科学素质，培养学生的实验动手、观察、思维等能力，增强团结合作精神。

重点难点

1、滑轮组的绕线组装，

2、重物上升的距离和绳子自由端所通过距离的测定。理解S与h的关系。

3、会测滑轮组的机械效率η。

实验器材

1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组，刻度尺，钩码（或重物），弹簧测力计，铁架台，铁夹，细绳

教学过程设计

一、复习提问

1、什么是有用功，额外功，总功？

2、什么叫机械效率？计算公式？

为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？

二、预习提问

1、实验目的；

2、实验原理；

3、实验步骤。

三、实验指导

1、在实验中，弹簧测力计拉力的测量应该在工作过程中进行。在测量中，弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。必须在拉动中读数。为了避免实验时顾此失彼，同一实验组的同学要分工合作。

2、钩码上升高度的测量，可先量出钩码到

桌面（或铁架座面）的距离h1,向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高后，再量出钩码到桌面（或铁架面）的距离h2那么h2-h1就是钩码升高的高度h 。为了测量和计算方便，钩码前后的高度h1、h2最好是整数。

3、弹簧测力计通过距离的测量，可以仿照测量钩码提升高度h的方法进行，或者事先在细绳与动滑轮（或定滑轮）相切处做个带色的记号，再拉弹簧测力计，量出记号到细绳与动滑轮（或定滑轮）相切处的距离，这就是弹簧测力计通过的距离s 。

4、在实验中要求严肃认真，实事求是地记录测得的数据，不能凑数。实验结束，要整理仪器，并放回原处。

通过提问，检查学生复习和预习情况，导入新课。

启发实验

回顾已学知识，明确实验内容，了解实验器材、实验目的、实验步骤以及实验中的注意事项，为动手实验做准备。

四、强调实验中的注意事项，安排实验分工

四人小组成员好分工：一人负责操作，一人负责测量，一人负责记录，一人负责观察、指挥。

安排实验

学生“各尽其职”，相互合作，学会合作学习。

五、学生分组实验，完成实验记录并分析数据

1、分组实验：要实事求是地记录所测得的数据。不能凑数，更不允许自己不动手实验，不记数据而抄袭他人实验数据和结果。

2、数据分析：

①由于W总总是大于W有用，所以η＜1；

②从实验可见，不同的滑轮组，η的值一般不同；

③在实验中，对于已经组合好的滑轮组，只要用尺测出了钩码上升的高度h，数出承担重物的绳子的段数n，弹簧测力计上升的高度就可以算出来，即s=nh。

学生分组实验，完成实验记录；教师巡查指导。发现问题及时在全班讲解。

提高学生的科学素质和观察、动手、分析能力，增强学生的团结合作的精神和尊重科学的态度，掌握实验方法。

能通过实验数据做简单的分析。

六、学生实验情况小结

总结实验中的优缺点，及时纠正。

七、习题和实验探究（内容见《实验报告》）

1、习题讲解：（略）

2、实验探索：

①即使没有刻度尺，h和s可以不测出具体的数值，因为弹簧测力计移动的距离s与重物上升的高度h的比值为：s:h=n，n是承担重物的绳子的段数，再结合测得的重力G、拉力F就可以计算出η。滑轮组的机械效率可表示为：

②同一滑轮组，机械效率并非是固定的，η的值随滑轮组所提升的重物的质量的增大而增大。

③用不同的滑轮组来提升同一重物，越省力的滑轮组的机械效率越低。

④为了提高滑轮组的机械效率，一般采用的主要方法是：A.减小动滑轮的质量；B.减小整个装置的摩擦。

分析、讨论，对知识再探索。

提高学生的探究思维能力，拓广学生的视野和实验内容。体会“发展与创造”的乐趣。实验创新

八、实验设计或改进建议

培养学生设计实验的能力。发现实验中存在的不足和缺点，根据实际，提出实验设计的方案或实验改进建议。

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