《機械效率》教學設計
《機械效率》教學設計
一、教材分析
1、本節內容不僅屬於《機械與人》章節的重點重要內容，同時也是整個八年級（初二）物理學習的集大成章節。其內容包含本章節機械功能特點、功、功率等相關知識，還囊括了多種受力分析、判斷和物體運動、平衡等眾多知識。可以這樣說，本節內容基本上把一本書大部分知識都融匯交織於此。因此不僅是一堂新課，而且還是一堂涵蓋面非常廣的總結課，當然也是一堂很具有難度的挑戰課。
2、本節課不僅學習新的物理概念“機械效率”，能夠對於機械效率進行分析和計算，而且還需要讓學生能夠在學習和生活當中真正的理解”效率”的切實意義，能夠在生產實際中解決實際問題，達到人文和科學的高度結合。
3、本節內容基本上可以認為是8年級物理學習一年以來的收關之課，透過本節的學習能夠把學生對於物理學科的認識和理解水平提升一定的層次和高度。
4、本節教學不能停留在簡單的理論分析上，更重要的是結合實驗讓學生真切的理解機械效率的意義。考驗學生的實驗探究，創造性、歸納總結、團隊合作等多方面的能力。
二、學生分析
透過一年以來的學習，同學們儲備了一定量的物理基本知識，掌握了一定的物理學習方法和具有一定的實驗、實踐方法和能力。大部分同學能夠適應本節課的基本要求，同時也應當主意少數同學學習能力不足的現象。所以本節課的學習應當注意以下幾點：
1、少一些高難度的理論分析和複雜的多步驟計算，儘量把抽象的知識生活化和形象化，讓學生透過生活來理解知識，同時利用知識來解釋、指導生產、生活。
2、適當的梯度和坡度，照顧不同學習能力層次的同學，讓所有同學都能夠參與學習和思考，有收穫。
3、讓學習走向生活，給學生預留一定的不同難度的課後實踐探究問題，培養實踐能力。
4、引導學生進行總結和反思，提升知識和能力的高度。
5、根據本地學生實際學習情況，本節內容分為兩部分，兩個教學時進行。第一部分讓學生透過簡單的實驗理解機械效率，能夠對相關問題進行分析和計算，達到對機械效率的切實理解，掌握實驗探究各種機械效率的方法，為下一節實踐探究各種機械效率做好充分準備。第二部分為實踐探究課，同學們應用上節所掌握的知識和方法及要求探究不同機械在多種情況之下的機械效率，並且進行歸納總結，加深對機械效率的認識理解，同時能夠利用所掌握和發現的知識去解決生產生活的實際問題。
三、教學目標
1、知識和技能目標
①理解有用功，額外功，總功，以及三者之間的區別、聯絡等關係。
②掌握機械效率的意義和計算方法。
③掌握透過實驗、實踐探究、測量和分析計算各種機械的機械效率的方法。
2、過程和方法目標
透過實驗採集資料和分析，初步形象的理解機械效率，然後能夠在理論分析的層次更加深入透徹的理解機械效率以及影響機械效率的各種因素。並且最終能夠從理論走向生活和生產。
3、情感和態度目標：
培養學生合作的團隊精神，實事求是的科學態度以及理論實踐相結合，主動探究尋求真理的科學精神。
四、重難點：
重點：透過實驗探究初步理解機械效率，能夠進行簡單的計算分析。
難點：對機械效率深入分析，掌握機械效率的影響因素，能夠區分功、功率、機械效率等容易混淆的概念和意識。掌握實驗探究機械效率的基本方法。
五、教學裝置和教輔工具
多媒體投影儀、 滑輪、細線、彈簧測力計、鐵架臺、鉤碼等
六、設計思想
本堂課應該有以下幾點突出表現：
1、教師成為學生們學習的引導者，巧妙和高效的引導學生髮現問題和解決問題，不應該成為知識的灌輸者，甚至教師要學會裝“不懂”讓學生教老師，體現學生在學習中的主體地位，培養自我學習的能力。
2、實驗、實踐和理論相結合，首先由生活發現問題，透過實驗探究歸納總結，解決問題。然後上升到高層次的`理論分析，最後又迴歸到生產生活中。切實的體現物理科技知識教育的價值和意義。
3、師生之間具有良好的互動，教師能夠切實的掌握學生對於知識和能力的把握程度，能夠隨機應變，及時調整教學方式及內容。
4、巧妙鋪墊，預留學習內容，為下節實驗探究做好充分的準備。
七、教學流程
1、學生課前預習
2、課堂用簡明、形象的問題引入新課題
3、實驗探究，歸納總結
4、小習題訓練，檢查知識掌握程度
5、對機械效率深層次，高高度的理論分析，掌握測量機械效率的基本方法
6、安排課後作業，以及下節學習內容
7、總結
八、教學詳細環節以及學生活動
（一）引入新課，簡單的知識構建
1、讓學生選擇搬運磚塊的方式引入新課
學生活動：抽點學生回答，讓其說明理由
2、分析有用功、額外功、總功
有用功：為了達到目的必須做的功
額外功：為了達到目的，不得不克服其他阻礙因素所做的功
總功：使用機械時所做的功，等於有用功和額外功的總和
學生活動：教師引導示例，利用多媒體展示圖片，學生分析運送磚頭時的有用功，額外功、總功。
引導學生分析：在實際使用機械的時候，總功總是大於有用功，不得不做額外功。
3、引導分析機械效率
分析引入原因
①定義：有用功和總功的比值
②表示式：
③說明：<1>: 數值用百分數表示，沒有單位
學生活動：翻看書本，找出答案回答。並且對知識點加強記憶。
（二）實驗探究，切實體驗實際，測量滑輪組的機械效率。
1、向提問如何進行實驗體驗和測量滑輪組機械效率機械
學生活動：思考，討論和回答，教師引導
2、學生分組實驗，採集資料，分析計算，並且把各組資料公佈於黑板之上。教師引導學生歸納總結，進行評估。
後來改為觀看我所做的實驗影片
（三）課本例題分析處理，明確規範解題格式、方法和要求。
學生活動：抽點學生分析題目，講解思路。強化解題格式。
（四）深層次的分析理解機械效率
1、公式的變形應用，配置一道小型的練習題。
練習1、已知某工地上滑輪組的機械效率是85%，要把質量為200千克的磚塊提升10米，則滑輪組自由端拉力應該做多少功？
學生活動：思考，回答，練習，記憶強化。
2、機械效率 與有用功，額外功、總功的關係
學生活動：討論效率大越大，則說明機械所做的有用功越多？
機械效率大小跟所做的各種功大小沒有任何必然的關係，只說明有用功在總功當中的比例、份額。當控制變數時，討論相互之間大小關係。
3、討論思考：機械效率的範圍
機械效率小於1，所以各種機械可以按照我們需求省力或者省距離，但是絕對不省功。
4、討論思考：機械效率與功率的區別，能否說機械效率越大，則功率越大，或者說功率越大，效率越大？
兩者從不同的角度來描述機械的效能
5討論回答：如何提高機械效率？
當有用功一定時，儘量減少額外功（減小總功）提升相同質量的磚頭一定高度
當額外功一定時，儘量增加有用功
同一個滑輪組提升重物，儘量增加重物質量，好比打的包車，儘量多座人
當總功一定時，減小額外功
電動機提升重物時，儘量減少附載物
6實際操作中如何提高機械效率：
減小摩擦，給滑輪組新增潤滑油等
減少、減輕附載物
組合機械越多，效率越低！
（五）、觀看實際生產生活中機械的使用，掌握選擇機械的方法
（六）、簡單習題訓練，檢測知識掌握程度。
①下列關於機械效率的說法，正確的是（ ）
A.越省力的機械，機械效率越高
B.減小額外功，可以提高機械效率
C.機械效率越大，功率也越大
D.額外功越大，機械效率越小
②為了提高機械效率，下列各種措施中有效地是（ ）
A.有用功一定，增大總功
B.總共一定，增大額外功
C.有用功一定，減小額外功
D.額外功一定，減小總功
③甲乙兩臺機器，甲的機械效率是85%，乙的機械效率是60%，則（ ）
A.相等的時間內，甲機器所做的功多
B.做同樣多的功，甲機器花的時間少
C.甲機器比乙機器省力
D.上述說法都不對
④一滑輪組，不記繩重和摩擦，用它來提升一重為G的貨物時，其機械效率為80%。若用該滑輪組來提升一重為2G的貨物時，其機械效率（ ）
A.大於80%
B.等於80%
C.小於80%
D.無法確定
（七）總結本節課學習內容，引導如何對待生活學習。多，快、好、省。
（八）安排下節教學內容，安排課後作業。
下節課學習內容預告及安排：
1.實踐探究同一滑輪組機械效率是否恆定、
2.探究斜面的機械效率的影響因素
要求：提出自己的猜想，別且根據猜想設計可行的實驗驗證方法，提前設計好資料採集表格。
九、課後作業：
1．用一個動滑輪把重為1000 N的物體提高2 ，所用的力是550 N，則有用功為_____，總功為_____，這個滑輪組的機械效率為_____，動滑輪的重力_____N（不計繩重及摩擦）
2．如圖1所示，用此裝置拉一重為100 N的重物，使其在地面上做勻速直線運動，若不計滑輪重和摩擦，所需拉力為8 N，則物體與地面間的摩擦力為_____N。實際此裝置的機械效率為80%，欲使物體以0.6 /s的速度沿水平地面前進，那麼實際拉力為_____N，拉力在 5 s內做的功為_____。
3.用500 N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8 時，可將滑輪組懸掛的重為1500 N的物體勻速提高2 ，則額外功佔總功的百分比是 [ ]
A．25％
B．75％
C．15％
D．85％
4.一個滑輪組經改進後提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進後與改進前相比較[ ]?
A.總功不變，有用功增加了
B.總功不變，額外功減小了?
C.有用功不變，總功減小了
D.以上說法都不對?
5.起重機在1 in內能把5.0×104 N的物體勻速提高30 ，它的機械效率是60%，在 1 in內，起重機所做的有用功為多少？所做的總功為多少？總功率是多少W？
6、用滑輪勻速提升360 N的物體，假若滑輪組的機械效率為80％，繩子所能承受的最大拉力為100 N，考慮既省力又方便，問：此滑輪組應由幾個定滑輪幾個動滑輪組成？實際拉繩的力多大？
十、板書設計：
機械效率
1、有用功：
2、額外功：
3、總功：
4、機械效率：
①定義：
②表示式：
③理解、強調：
練習題分析，作圖，說明，草稿等