机械效率设计

3节 机械效率 教学设计 【教学目标】 知识与技能：能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功，理解什么是机械效率。 过程与方法：通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。 情感态度与价值观：在实验中培养合作精神，养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。 【教学重点】理解机械效率。 【教学难点】探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素。 【教学过程】 一、引入 实验准备：在一块30cm*40cm的木板上钉上三个钉子，其中一个钉子上挂通过一段细绳下拉着的一个钩码；第二个钉子上固定一根绕过一个动滑轮的细绳的一端，动滑轮下挂一个钩码；第三个钉子上挂细绳的另一端。让第一、三个钉子露出，下面露出钩码，中间的部分全部用白纸盖住。 演示实验： 用弹簧测力计拉动第一个钉子上的绳子使钩码移动10cm，读出弹簧测力计的示数；再用弹簧测力计拉动第三个钉子上的绳子使第二个钩码移动10cm，读出弹簧测力计的示数；计算出它们做得功分别是多少。 （一）有用功、额外功、总功（温馨提示：下图是动画） 在使用简单机械提升或移动物体时，我们要对机械做功，机械又要对物体做功，那么我们对机械做功和机械对物体做功相等吗？ 设疑提问：建筑工地上有一堆沙子，要把这堆沙子运到三楼，在老师给出的这四种方法中哪种最好？为什么？ 请同学们看第一种办法，点击上图右下角的“start”，算出做功的多少。 第一种方法：对沙子做功600J 对小桶做功120J 克服自身重力做功2400J 请同学们看第二种办法，点击上图右下角的“start”，算出做功的多少。 第二种方法：对沙子做功600J 对小桶做功120J 请同学们看第三种办法，点击上图右下角的“start”，算出做功的多少。 第三种方法：对沙子做功600J 对小桶做功120J 克服动滑轮重力做功60J 请在刚才所列的三种运沙方法中，你认为哪种方法最好？哪种方法最差，为什么？ 讨论、分析有用功占总功的比例 概念：有用功跟总功的比值 公式：η= w有用 / w总 引入机械效率概念 ㈡、机械效率的一些特征 组织学生讨论： 1、机械效率有单位吗？ 2、为什么机械效率没有大于1的？ 3、用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？ 机械效率的三个特征： 没有单位 总小于1 用百分数表示 进一步理解机械效率的概念 ㈢、提高机械效率的途径 通过多媒体展示起重机工作时的图片讨论、分析、得出结论 途径有三条：1）减轻机械自重 2）减小机械间的摩擦 3）允许情况下增加物重 知道机械效率是机械性能的重要标志之一，提高机械效率有重要的经济意义 ㈣例题部分 通过多媒体展示例题： 一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？ 1）组织学生分析、讨论、计算 2）展示学生解题过程 3）总结、评价 意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、和总功的概念 （三）探究斜面机械效率 组织学生讨论寻找实验方案分析实验过程、进行实验、分析数据得到结论通过多媒体显示下列问题： 提出问题：斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系？ 意在让学生学习测量斜面的机械效率通过探究斜面的机械效率加深对机械效率的理解。 2、猜想与假设：斜面越陡机械效率越高（或越低） 3、探究方案与实验设计包括： 1）实验器材 2）实验设计图（教材109页） 3）实验原理 η= w有用 / w总=Gh / Fs 4）需测物理量 G h F s 5）进行实验 让学生通过实验探究，培养学生合作精神，通过实验探究验证自己的猜想，培养学生相信科学、尊重科学的良好品质。 改变斜面的倾斜程度，测量斜面较缓、较陡、最陡时的机械效率 4、收集数据记录表格 斜面倾斜木块重量 斜面高度 程度 较缓 G/N h/m 拉力 F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 ℅ 较陡 很陡 5、分析和论证 结论：斜面越陡越费力，机械效率越高 斜面越缓越省力，机械效率越低 6、评估与交流 小组讨论：怎样提高斜面的机械效率？ 三、课堂小结： 通过“学到了什么”这一栏目对本节内容进行小结：包括对三种功的认识，对机械效率的理解，影响机械效率的因素及提高途径，斜面的机械效率与其倾斜程度的关系等。 培养学生归纳、总结知识的能力 四、课后拓展 1、设计一个实验，探究动滑轮的机械效率与物重的关系。 2、调查常见机械的机械效率，想想如何提高它们的机械效率。 3、测量滑轮组的机械效率