初三物理教学案例1

初三物理教学案例

如何提高机械效率

一、教学目标

1、知道有用功、额外功和总功含义，以及它们之间的关系。

2、理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单计算，会测滑轮组的机械效率。

3、知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。

4、经历测量滑轮组机械效率的过程。

5、学习测量简单机械效率的方法。

二、教学重点、难点

重点：有用功、额外功和总功是建立机械效率的基础，而机械效率是衡量机械优劣的重要指标。有用功、额外功、总功和机械效率。概念是本节的重点。

难点：同一装备机械效率是改变的这是本节的难点。

三、教学器材

教师用：水桶、水、铁架台、滑轮组(一个定滑轮和一个动滑轮组成)、细绳、钩码(每个重为2N)、演示用弹簧测力计、演示用刻度尺。

学生用：铁架台、滑轮组(一个定滑轮和一个动滑轮组成)、细绳、钩码(每个重为2N)、弹簧测力计、刻度尺。

四、教学过程

(一)什么是有用功、额外功和总功

1．复习提问与引入．

(1)举几个力对物体做功的实例，说明力对物体做功的共同特征。

(2)如何计算功?说出功的计算公式与单位。

利用功的知识分析下面的问题。

2．问题情境 用桶从井中打水和桶掉在井中。

教师针对该情境提出一系列问题，引导学生讨论：

(1)这两个过程中，人做功了吗?人对哪些物体做功了?

(2)在人做的功中，对哪件物品做的功是我们所需要的?对哪件物品做的功是我们不想做的?

(3)不想做的那部分功可以不做吗?

3．根据学生汇报，进行总结

在做功过程中，我们需要的、对我们有价值的功，称为有用功；我们不想做而不得不做的功，称为无用功或额外功。两个过程中我们的目的不同，所以有用功也不同。额外功虽然是我们不需要的，但为了完成任务却又不得不做。

有用功与额外功的和我们称之为总功，是我们在完成任务时实际所做的功。W总＝W有用+W额外。

4．练习与扩展

问题：我们在其他做功过程中是否也不得不做额外功呢?举几个身边的事例，并结合事例讨论哪些功是有用功，哪些功是额外功。

(二)什么是机械效率和如何提高机械效率

l．问题情境 如果桶重10N，从10m深的水井中打水和捞桶时都提上来50N的水，分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。

打水 捞桶

W有用 = G水 h W有用 = G桶 h

= 50N×10m = 10N×10m

= 500J = 100J

W额外 = G桶 h W额外 = G水 h

= 10N×10m = 50N×10m

= 100J = 500J

W总 = W有用 + W额外 W总 = W有用 + W额外

= 500J + 100J = 100J + 500J

= 600J = 600J

由学生回答。

2．总结 做相同的总功，我们都希望有用功越多越好，也就是有用功占总功的比例越大越好。所以我们就把有用功与总功的比值叫做机械效率。 W有用

W总 100%

3．练习 分别计算出上面打水和捞桶过程中的机械效率。

打水 W有用W总

100% 捞桶 W有用W总 100%100J

600J 500J600J 100% 100%

≈83.3% ≈16.7%

答：打水的机械效率83.3%；捞桶的机械效率16.7%。

4．讨论 以打水为例，如何提高打水时的机械效率

学生讨论后回答，总结：

方法一是在不增加桶重的前提下，增加桶中水的重量； 方法二是不增加水的重量时，减少桶的重力。

教师归纳：提高机械效率从减少额外功和增加有用功两个方面着手。

5．问题 生活中我们会使用各种简单机械来帮助完成任务，你能举几个具体事例吗?想想使用这些机械做功时，机械效率能为100%吗?为什么?

学生讨论总结：使用任何机械都要做额外功，所用任何机械的效率η＜1。也就是说使用机械不仅没省功，还要多做功。

(三)研究滑轮组的机械效率

1．讨论

(1)分析滑轮组工作中的总功、有用功和额外功，说明额外功的产生原因。

(2)额外功在滑轮组的问题中是很难直接测量的。我们利用什么器材、测量什么物理量就可以求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率?

(3)实验中为了能准确测量各物理量要注意什么?

学生讨论后，教师根据学生的回答总结：克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功；对重物做的功是有用功，所以要测量物重和物体上升的高度；人手提拉绳子做的功是总功，所以要测量拉力和拉力移动的距离；如果拉动绳子的速度不均匀，测量拉力时弹簧测力计的示数会不稳定，因此要匀速拉动。

2．学生实验 把各小组分成两大组，组装成下图所示的滑轮组， 分别完成“活动l”和“活动2”。

活动1：用轻质塑料滑轮提重物，用铁制滑

轮提同一重物，计算机械效率。

活动2：用同一滑轮组提升不同重物，计算不同情况下的机械

效率。

4．问题 你对实验中测量滑轮组机械效率的方法有什么意见?还有其他方法吗?

总结：由于绳子自由端移动距离s和钩码提升高度h是有关系的，

即 s = nh，所以只要知道滑轮组中吊着动滑轮的绳子段数n就可以根据 W有用

W总 GhFs GhFnh GFn，计算机械效率。

(四)小结

本节课我们学习了有用功、额外功和总功的概念，还认识了机械效率，测量了滑轮组的机械效率。

(五)练习

1．请讨论：

(1)越省力的机械，机械效率越高吗?

(2)做功越多的机械，机械效率越高吗?

(3)提高了机械效率可以省功吗?

(4)做功越快的机械，机械效率越高吗?

2．机械效率越大的机械必定是( )。

A．越省力 B．越省功

C．有用功越多 D．有用功在总功中占的比例越大

3．不计摩擦，用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物上升同一高度，则机械效率最大的是( )

A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．一样大

4．调查我们生活中常用的各种机械的效率情况和提高效率的主要措施。

课堂教学反思:本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学,教学力求以学生的发展为本,努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境,倡导课程不只是知识的载体,也是教师和学生共同探求新知识的过程,教学不只是单纯的教与学,而是师生共同寻求发展的过程。开始的教学设计是忽略了实际中的摩擦和绳重,让同学们根据教师给出的数据计算有用功和额外功,结果导致学生形成思维定势,认为总功必须由有用功和额外功之和计算得来。因此,我将这一环节设计为实验,让同学们通过实验数据的分析和计算,得出有用功、额外功、总功的定义,加深对概念的理解,取得了较好的课堂效果。学生兴趣浓厚,情绪高涨,思维非常活跃,想法独特,在相互讨论中碰撞出智慧的火花,极大调动了参与课堂的热情,使所有的学生都积极参与到课堂中来,课堂上注重了进行情感、态度、价值观的教育。但是,这样

的设计也给课堂带来了压力,时间显得有些紧张,课堂小结很仓促,因此在课堂教学节奏的把握上还需要下功夫。

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