2019-2020年九年級物理上冊 第十一章《簡單機械和功》五、機械效率教學設計 蘇科版.doc
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2019-2020年九年級物理上冊 第十一章《簡單機械和功》五、機械效率教學設計 蘇科版 一、設計思路： 本節(jié)的教學內容是在學習了功及功率內容的基礎上，進一步討論利用機械對物體做功的一種實際情況。教學難點是引入機械效率的概念，重點是正確理解有用功、額外功的含義。 本節(jié)教學的設計思路是：（一）、還學生學習主動性，引導學生設計實驗，設計表格，動手操作，收集數(shù)據(jù)，處理信息，得出結果，再去發(fā)現(xiàn)，再做深入探究，讓學生在親身體驗中領悟有用功、額外功、總功等抽象概念，理解機械效率的意義。（二）、活化學生已知，創(chuàng)設問題情景，降低思維起點，注重搭建教學梯度，分解學習難度，逐步拓展思維力度，讓學生不僅獲得“跳一跳，摘得到”的成功體驗，而且逐步培養(yǎng)學生解決具體問題的能力。 二、教學準備：教師：動滑輪提升鉤碼實驗裝置 學生：鐵架臺，細線，動滑輪，鉤碼，彈簧測力計，刻度尺 三、教學流程 ?。ㄒ唬﹦?chuàng)設情景，引出問題 師：邊演示邊設問：同學們，用動滑輪提升物體（如圖1），手拉繩子做功了嗎？動滑輪對物體做功了嗎？他們都做了功，兩者相等嗎？ 生：思考與猜測，并說明理由。 師：需要什么儀器？怎樣通過實驗驗證你的猜測？ 生：思考后回答，（如圖1），分別用彈簧測力計測出物重G、手的拉力F，用刻度尺測出物體上升的高度h、手移動的距離s；再根據(jù)功的計算公式，分別計算出動力對繩子做的功（W＝FS），動滑輪提升重物做的功（W＝Gh），兩者相比較就可以知道“兩功”是否相等。 師：方法設計得很好，為了便于記錄實驗數(shù)據(jù)，請同學們自己先嘗試設計實驗表格。 生：獨立設計,然后相互交流,補充完整。（請一位同學上黑板設計）. 實驗次數(shù) 鉤碼重G/N 動力F/N 鉤碼上升高度h/m 手移動的距離s/m 手做的功w/J 對鉤碼做的功w’/J 1 2 3 師：實驗時，為了減小誤差，要注意盡量豎直向上緩慢勻速拉動彈簧測力計，讀出示數(shù)。用刻度尺測鉤碼上升距離后，你能不能馬上就知道手移動的距離呢？ 生：根據(jù)繩子股數(shù)得到s=n﹒h 師：下面請學生分組實驗，在動滑輪下掛不同的鉤碼數(shù)目，分別測量數(shù)據(jù)。比一比，哪組既快又好，先做好地把數(shù)據(jù)記錄表格中。 （二）活動：再探動滑輪 生：分組實驗。 師：（教師查巡、指導） 生：實驗數(shù)據(jù)記錄表格中 實驗次數(shù) 鉤碼重G/N 動力F/N 鉤碼上升高度h/m 手移動的距離s/m 手做的功w/J 對鉤碼做的功w’/J 1 1 0．8 0．1 0．2 0．16 0．1 2 2 1．2 0．1 0．2 0．24 0．2 3 3 1．6 0．2 0．4 0．64 0．6 師：從實驗數(shù)據(jù)及計算結果，你發(fā)現(xiàn)了什么？ 生：發(fā)現(xiàn)手的拉力對繩子做的功大于動滑輪提升物體做的功。 師：為什么手的拉力（即動力）對繩子做的功大于動滑輪提升物體做的功呢？ 生：（討論分析、教師引導）利用動滑輪提升重物做功時，除了克服重物本身的重力做功外，還必須克服動滑輪的重力、繩重及摩擦力而多做功。 （三）、揭示概念：有用功、額外功、總功、機械效率 師：在上面的實驗中，用動滑輪將鉤碼提升至一定的高度，手的拉力（即動力）所做的功，一方面克服鉤碼重做功，即達到我們目的做功，我們稱之為有用功（W有用），另一方面，還要克服動滑輪本身的重、繩重及摩擦力做功，即我們不想做、但只要使用它，又不得不做的功，稱之為額外功（W額外）。手（動力）所做的總的功等于克服全部阻力所做的功，叫做總功（W總）。即W總＝W有＋W額。由于W額的存在，手的拉力對繩子做的功大于動滑輪提升物體做的功。 不管是動滑輪，還是其他簡單機械，實際生活中力做功，都伴隨著有用功和額外功的存在。 請學生判斷，右圖中分別用三種方式把沙子提到裝修的樓上去，哪些是有用功？哪些是額外功？總功？ 生：思考后回答鞏固。 師：在使用機械時，有用功只占總功的一部分，我們總希望有用功在總功中所占的比值越大越好（或額外功所占的比值越小越好）。比值的高低是機械性能優(yōu)劣的重要標志之一。如何比較呢？請學生試試。 師：物理上就用有用功在總功中所占比值的大小反映機械性能優(yōu)劣，引入了新的物理量，就叫機械效率，用η來表示 師：由機械效率的含義，我們能否寫出它的表示式？ 生：（討論、分析得出：） 師：請同學們計算出分組實驗所用動滑輪提升重物時的機械效率大小。 生：（分組計算分析、討論）交流機械效率的大小。 （四）深入探究 師：從計算結果，你還能發(fā)現(xiàn)什么新問題？ 生：機械效率是有用功與總功的比值，機械效率總是小于1。 同一機械，當物重加大時，機械效率增大。 師：為什么機械效率η＜1？ 生：因為W總＝W有＋W額。使用機械時，除了要對有用阻力做有用功外，還不得不克服額外阻力做額外功，W有
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