《机械效率》教学设计

北京市第八十中学体育运动学校 王 峥

一、教材分析

本节由“有用功和额外功”与“机械效率”两部分构成，其中机械效率是本节课重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功，以便学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程。

二、学情分析

1.知识能力：学生学习了功和简单机械的计算，具备了简单的实验操作能力；

2.心理能力：思维较活跃，活泼好动，对实验感兴趣，很想自己探究问题，但不知如何下手，实验设计能力和分析归纳能力有待提高。

三、教学设计思路

根据《课标》要求，本节课要让学生知道机械效率，了解提高机械效率的途径和意义。因此本节课主要设计思路如下：

1.以“小明家装修提沙子到三楼”为背景，提出问题：动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗？让学生猜测并通过数据分析后发现，动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。通过回归教材，进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功，以及它们之间的关系和效率的概念。

2.通过实验理解运用机械效率解决实际问题，认识到提高机械效率的两种方法：减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题后，把效率问题延伸到学生的学习和生活中。

四、教学流程图

五、教学目标

（一）知识与技能

1．学生能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功

2．学生能说出机械效率的含义，知道机械效率小于1

3.学生能利用机械效率的公式进行简单的计算。

4．通过实验了解影响滑轮组机械效率的因素

（二）过程与方法

通过组装实验装置，测量数据、得出结论，提高学生实际探究能力

（三）情感态度与价值观

体会提高机械效率的实际意义和方法，增强将科学服务于人类的责任感

六、教学重点、难点

1.教学重点：有用功、额外功、总功以及机械效率的概念和有关计算

2.教学难点：测量滑轮组的机械效率

七、教学方法：情景教学法、实验探究法、归纳法

八、教具学具

多媒体设备 实物投影仪 动滑轮 定滑轮 钩码 铁架台弹簧测力计 刻度尺 细线等

九、教学过程

（一）创设情景 复习引入

小枫家装修，需要把地面的沙子运到三楼。一家人分别选择了以上四种种方式。哪种方式最好?让学生计算出同样把重力为100N沙子运到6米高的3楼，四种方式中克服重物重力做功分别是多少？动力做功是多少？（预习作业）

老师追问：在使用动滑轮提升沙子时，动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗？

学生：思考回答问题

（二）探索新知 回归教材

打开课本阅读课本内容回答：什么是有用功？什么是额外功？什么是总功？

学生：根据快速阅读找到答案做标记

1.针对练习：小明用水桶从井中提水，他所做的哪部分功是有用功？哪部分是额外功？如果水桶掉进井里了，她从井里捞桶时，桶里带了一些水，这时哪部分是有用功？哪部分是额外功？

2.教师追问：我们在使用机械的时候希望有用功占总功的比例高好还是低好？

3.教师引导：我们希望在使用机械时，有用功在总功中所占的比例越高越好。我们把这个比例叫机械效率，它表示的是机械的性能，机械性能越好，效率越高。

4.板书：有用功跟总功的比值叫做机械效率。

公式：

针对练习1：起重机把质量为0.5t的重物提升了3m，而它对电动机所做的功是34000J,起重机的机械效率是多少?（g=10N/Kg）

针对练习2：分组计算四种情景下的机械效率分别是多少？观察各组机械效率结果有什么特点？

机械效率小于1，机械效率没有单位

学生：思考并回答问题

小明家的事例告诉我们使用滑轮的机械效率相对较高，那么使用滑轮组的机械效率是多大呢？让我们来通过实验测量滑轮组的机械效率

实验器材：定滑轮、动滑轮、勾码、铁架台、弹簧测力计、细线、刻度尺。

思考：需要测量哪些物理量？用什么测量仪器？

要求：

（1）按照学案要求设计实验表格，完成实验数据的填写

（2）充分发挥小组合作的优势：1人操作，1人读数，1人记录）

（3）分层次实验，每组提升重物不同（提升勾码质量不同

教师巡视各小组实验情况，及时纠正学生在实验中经常发生的一些错误操作

展示实验结果、评估与交流实验结论

滑轮组的机械效率与____有关

思考：

(1)日常生活中还有很多机械，提高机械效率的意义是什么？

(2)如果想提高机械效率，还可以怎样做？ppt学生小组交流与汇报

学生：小组分工实验操作，汇报和交流提高机械效率的意义和方法以及实验经验

（三）小结：说一说这节课我们学到了什么

(四)作业：习题册

(五)板书

机械效率

2.机械效率 η=W有/W总……

机械效率小于1，没有单位

3.机械效率的高低与物体重力大小有关

十、教学反思

本节课以“小明家装修提沙子到三楼”为背景，提出问题：动力对绳子做功等于克服重物重力所做的功吗？让学生猜测并通过数据分析后发现，动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。通过回归教材，进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功，以及它们之间的关系和效率的概念。

由于有用功、额外功和总功等概念较抽象易混，因此通过针对训练中提水和捞桶问题加以区分；由于学生的认知水平足以理解有用功在总功中所占的比例越高越好，从而引出机械效率相关知识，再通过一个例题规范学生的计算题格式。然后设计课本实验测量滑轮组机械效率，实验中分组实验，提供不同质量的勾码，为后面思考滑轮组机械效率大小与什么因素有关，以及怎样提高滑轮组机械效率做铺垫。

小组交流结束后，学生汇报提高机械效率的意义是什么？如果想提高机械效率，还可以怎样做？通过理解、运用机械效率解决实际问题，认识到提高机械效率的两种方法：减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题后，把效率问题延伸到学生的学习和生活中。使学生明白只有提高学习效率才能顺利完成任务