北師大版物理《探究使用機械能省功嗎》實驗教學(xué)設(shè)計

1、“探究-使用機械能省功嗎？”實驗教學(xué)設(shè)計一 本節(jié)教學(xué)中存在的問題，困惑及成因。（一） 存在問題在進行本節(jié)教學(xué)時，每次都感覺到有一些困難，會出現(xiàn)一些問題。學(xué)生在進行自主探究實驗時，按照教材圖927實驗裝置進行實驗時，學(xué)生在實驗過程中很容易得到w2w1，從而得出結(jié)論，原來使用機械時可以省力，有時也可以省距離，但不并能省功。反而還會多做一些功，這時學(xué)生就會提出一些問題：1. 為什么w2w1,也就是使用機械反而會多做一些功，是不是所有的機械在使用時都會多做一些功？2. 有的學(xué)生觀察教材927圖，發(fā)現(xiàn)w1=f1h=4n0.22m=0.88j，w2=f2s=2n0.44m=0.88j,為什么按照教材上能得

2、出w1=w2，與實驗得出的數(shù)據(jù)結(jié)論不同，實際實驗時卻無法得到w1=w2，只能得到w2w1。另外發(fā)現(xiàn)學(xué)生在采用相同的器材按照教材圖927實驗裝置進行分組實驗時所得出的數(shù)據(jù)w2，每組之間數(shù)據(jù)大小差異較大。(二) 成因分析：1. 為什么w2w1,以及使用機械時一定會多做一些功嗎？學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑惑，是因為學(xué)生現(xiàn)在還沒有形成有用功，額外功這些概念，因此不能理解w2為什么大于w1,，使用機械時不但不省功還會多做一些功。.為什么按照教材圖927實驗裝置進行實驗時會得出w2=w1,，這是因為課本上是在理想情況下，不記動滑輪重，繩重，摩擦的情況下，得出使用機械可以省力但不能少做功，只是教材上沒有指明是理想情況

3、而已，從而使學(xué)生產(chǎn)生困惑。3. 學(xué)生在使用相同的器材進行實驗時為什么每組之間得到的數(shù)據(jù)差異較大，這是因為在實驗時雖然要求學(xué)生勻速豎直向上拉動彈簧測力計，但有些學(xué)生并沒有嚴格去做，而是斜著拉動繩子，這是造成數(shù)據(jù)差異較大的原因之一。（如下圖所示）： 二 實驗設(shè)計（一） 實驗名稱： 探究使用機械能省功嗎？（二）實驗器材： 鉤嗎，彈簧測力計，刻度尺，鐵架臺，質(zhì)量較小的塑料滑輪，質(zhì)量較大的金屬滑輪（三） 教學(xué)過程：1 教師： 提出一個情景，如果值日生要將一定質(zhì)量的水灑在教室，現(xiàn)在要去水房端水，現(xiàn)在有一個質(zhì)量較大的金屬盆子和一個大小相同但質(zhì)量較輕的塑料盆子，你會選擇哪一個盆子？學(xué)生： 學(xué)生討論之后，有學(xué)生

4、提出用塑料盆子。教師： 為什么？學(xué)生： 因為塑料盆子重力小，可以少做一些功。教師： 不管用塑料盆子還是用金屬盆子值日生都需要將一定質(zhì)量的水灑在教室，怎么會少做一些功？學(xué)生： 討論教師： 教師小結(jié)到，我們不管用那個盆子任務(wù)是不變的，也就是說在端水這個動作過程中，我們對水所做的功是符合我們的任務(wù)目的需要，我們把這個功叫做有用功，而要端水又必須使用工具，所以對盆子做的功雖然不符合我們的目的需要，但又不得不做的功叫額外功。同學(xué)們選擇塑料盆子端水是聰明的選擇，這樣可以少做一些額外功以減少浪費。老師剛說完這些，有學(xué)生提出如果找一個更輕的塑料袋提水，是不是浪費更少，老師贊許的回答，這位同學(xué)肯動腦，大家下去討

5、論他的做法是不是做的額外功更少？2. 教師指導(dǎo)學(xué)生實驗(如下改進后的實驗圖)：hf甲乙 力/n 移動距離/m 力做的功/j f1=h=w1=f1h=f2=s=w2=f2s=f3=s=w3=f3=（1） 按照圖甲用手直接將物體提升高度為h，彈簧測力計的示數(shù)為f1，那么w1=f1h（2） 按照圖乙裝置先用較重的金屬滑輪提升物體，提升的高度仍然是h，讀出彈簧測力計的示數(shù)為f2，測出拉力移動的距離是s，那么w2=f2s（3） 繼續(xù)按照圖乙裝置圖用較輕的塑料滑輪將重物仍然提升高度為h，讀出測力計的示數(shù)為f3，測出拉力移動的距離仍然為s，則w3=f3s3. 結(jié)論： 由上面的實驗數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)w1w3 ，使學(xué)生對比知道雖然有用功不能省，但可以想辦法減少額外功，這樣可以減少浪費提高利用率。還可以使學(xué)生知道機械效率是一個可以變化的量，并不是固定不變的，在中考時發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生將機械效率看成是一個固定不變的量去做計算題結(jié)果出現(xiàn)錯誤，經(jīng)過這樣的改進后就使學(xué)生認識到機械效率這個物理量并不是固定不變的避免了這種錯誤以后再出現(xiàn)。同時