2019-2020年九年级物理上册 第十一章《简单机械和功》五、机械效率教学设计 苏科版.doc

2019-2020年九年级物理上册 第十一章简单机械和功五、机械效率教学设计 苏科版一、设计思路：本节的教学内容是在学习了功及功率内容的基础上，进一步讨论利用机械对物体做功的一种实际情况。教学难点是引入机械效率的概念，重点是正确理解有用功、额外功的含义。本节教学的设计思路是：（一）、还学生学习主动性，引导学生设计实验，设计表格，动手操作，收集数据，处理信息，得出结果，再去发现，再做深入探究，让学生在亲身体验中领悟有用功、额外功、总功等抽象概念，理解机械效率的意义。（二）、活化学生已知，创设问题情景，降低思维起点，注重搭建教学梯度，分解学习难度，逐步拓展思维力度，让学生不仅获得“跳一跳，摘得到”的成功体验，而且逐步培养学生解决具体问题的能力。二、教学准备：教师：动滑轮提升钩码实验装置学生：铁架台，细线，动滑轮，钩码，弹簧测力计，刻度尺三、教学流程（一）创设情景，引出问题师：边演示边设问：同学们，用动滑轮提升物体（如图1），手拉绳子做功了吗？动滑轮对物体做功了吗？他们都做了功，两者相等吗？生：思考与猜测，并说明理由。师：需要什么仪器？怎样通过实验验证你的猜测？生：思考后回答，（如图1），分别用弹簧测力计测出物重G、手的拉力F，用刻度尺测出物体上升的高度h、手移动的距离s；再根据功的计算公式，分别计算出动力对绳子做的功（WFS），动滑轮提升重物做的功（WGh），两者相比较就可以知道“两功”是否相等。师：方法设计得很好，为了便于记录实验数据，请同学们自己先尝试设计实验表格。生：独立设计,然后相互交流,补充完整。（请一位同学上黑板设计）.实验次数钩码重G/N动力F/N钩码上升高度h/m手移动的距离s/m手做的功w/J对钩码做的功w/J123师：实验时，为了减小误差，要注意尽量竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，读出示数。用刻度尺测钩码上升距离后，你能不能马上就知道手移动的距离呢？生：根据绳子股数得到s=nh师：下面请学生分组实验，在动滑轮下挂不同的钩码数目，分别测量数据。比一比，哪组既快又好，先做好地把数据记录表格中。（二）活动：再探动滑轮生：分组实验。师：（教师查巡、指导）生：实验数据记录表格中实验次数钩码重G/N动力F/N钩码上升高度h/m手移动的距离s/m手做的功w/J对钩码做的功w/J110801020160122120102024023316020406406师：从实验数据及计算结果，你发现了什么？生：发现手的拉力对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功。师：为什么手的拉力（即动力）对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功呢？生：（讨论分析、教师引导）利用动滑轮提升重物做功时，除了克服重物本身的重力做功外，还必须克服动滑轮的重力、绳重及摩擦力而多做功。（三）、揭示概念：有用功、额外功、总功、机械效率师：在上面的实验中，用动滑轮将钩码提升至一定的高度，手的拉力（即动力）所做的功，一方面克服钩码重做功，即达到我们目的做功，我们称之为有用功（W有用），另一方面，还要克服动滑轮本身的重、绳重及摩擦力做功，即我们不想做、但只要使用它，又不得不做的功，称之为额外功（W额外）。手（动力）所做的总的功等于克服全部阻力所做的功，叫做总功（W总）。即W总W有W额。由于W额的存在，手的拉力对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功。不管是动滑轮，还是其他简单机械，实际生活中力做功，都伴随着有用功和额外功的存在。请学生判断，右图中分别用三种方式把沙子提到装修的楼上去，哪些是有用功？哪些是额外功？总功？生：思考后回答巩固。师：在使用机械时，有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功在总功中所占的比值越大越好（或额外功所占的比值越小越好）。比值的高低是机械性能优劣的重要标志之一。如何比较呢？请学生试试。 师：物理上就用有用功在总功中所占比值的大小反映机械性能优劣，引入了新的物理量，就叫机械效率，用来表示师：由机械效率的含义，我们能否写出它的表示式？生：（讨论、分析得出：）师：请同学们计算出分组实验所用动滑轮提升重物时的机械效率大小。生：（分组计算分析、讨论）交流机械效率的大小。（四）深入探究师：从计算结果，你还能发现什么新问题？生：机械效率是有用功与总功的比值，机械效率总是小于1。同一机械，当物重加大时，机械效率增大。师：为什么机械效率1？生：因为W总W有W额。使用机械时，除了要对有用阻力做有用功外，还不得不克服额外阻力做额外功，W有W总，即1。师：为什么物重加大时，机械效率会增大？生：（讨论、教师引导、分析）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功增加，而额外功不变，师：通过上面的分析，请同学们议一议，影响动滑轮机械效率的因素有哪些？生：提升物体的重G，动滑轮的重G动及摩擦力f。师：再问，动滑轮机械效率与提升的速度、提升的高度是否有关呢？请说出你的理由。生：动滑轮机械效率与提升的速度、提升的高度无关。师：我们已找到影响动滑轮机械效率的因素有物体的重G，动滑轮的重G动，及摩擦力f，那么如何提高机械的效率呢？生：提高机械效率的途径：一是增加物重（即尽量满载时工作，增加有用功）；二是减轻机械自重，减少部件间的摩擦（即减少额外功占总功的比例）。（五）师生共同小结、归纳。（六）问题讨论1、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。2、某人用图2所示的滑轮组提起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、总功、额外功、机械效率分别是多少？若用此滑轮组提升1500牛的重物，机械效率增大还是减小？课后思考如图3装置，用完全相同的滑轮组装成图中甲、乙滑轮组，将质量相同的砝码提高相同高度，甲图的机械效率甲和乙图的机械效率乙谁大？哪个更省力？愈省力的机械，是否机械效率愈高？ 图3