初中物理-機(jī)械效率教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《機(jī)械效率》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：能結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析什么是有用功、額外功和總功。能理解機(jī)械效率的含義，能用機(jī)械效率解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題。能利用機(jī)械效率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。能通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解滑輪組機(jī)械效率高低的影響因素。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械效率的理解與引用。教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)理解滑輪組機(jī)械效率影響因素。主要的教學(xué)方法本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)展開(kāi)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，合理歸納總結(jié)知識(shí)點(diǎn)。利用測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)置情景，將知識(shí)點(diǎn)融合貫通。熟練利用多媒體呈現(xiàn)課堂教學(xué)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課（約5分鐘）老師：同學(xué)們，你能不能對(duì)10N的鉤碼做5J的功呢？有什么辦法嗎？學(xué)生：親自做實(shí)驗(yàn)演示，如何利用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)鉤碼做功。老師：那有沒(méi)有更加省力的方法呢？同學(xué)們看看，用我準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)用品能不能做到呢？引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手使用滑輪設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生：動(dòng)手連接組裝滑輪組，應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)兩種方式。老師：那有沒(méi)有完成相同的工作更加省功的方式呢？請(qǐng)同學(xué)們用剛才的實(shí)驗(yàn)方法，填寫(xiě)完成學(xué)案上實(shí)驗(yàn)記錄表中的數(shù)據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生探究機(jī)械效率。新課講授老師：有哪一組完成了實(shí)驗(yàn)，來(lái)展示一下。學(xué)生：上臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。老師：同學(xué)們注意這兩組的同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為什么克服物體做功的值都是相同的呢？讓學(xué)生能夠理解有用功、總功和額外功，以及他們之間的關(guān)系。學(xué)生：自己歸納總結(jié)理解有用功、總功的概念。老師：那咱們一起來(lái)看一下，哪種方式省功呢？為什么呢？學(xué)生：主動(dòng)體會(huì)額外功的存在，并能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)額外功，體會(huì)總功、有用功與額外功之間的關(guān)系。老師：同學(xué)們，那老師不明白了，你說(shuō)兩種方案哪一種更好呢？為什么？學(xué)生：通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，理解機(jī)械效率的定義，體會(huì)機(jī)械效率存在的意義，為選取機(jī)械提供選取依據(jù)。老師：同學(xué)們，咱們知道了什么是機(jī)械效率，那同學(xué)們想想，并設(shè)計(jì)一下實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明哪些因素能夠影響滑輪組的機(jī)械效率呢？學(xué)生：親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在自己猜想的基礎(chǔ)上，完善實(shí)驗(yàn)，合理猜測(cè)。課程總結(jié)：老師：哪位同學(xué)能總結(jié)一下這一節(jié)課都學(xué)到了什么啊？學(xué)生：通過(guò)《學(xué)案》，總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，形成知識(shí)體系與架構(gòu)。老師：同學(xué)們都學(xué)會(huì)了嗎？把學(xué)案上的習(xí)題做完。學(xué)生：完成《學(xué)案》上的課后習(xí)題講解?！稒C(jī)械效率》學(xué)生分析從學(xué)生方面來(lái)看，由于機(jī)械效率概念涉及到“總功”、“有用功”、“額外功”等概念，而功的概念本身又比較抽象，因而要區(qū)分并理解這些概念，對(duì)初中生來(lái)說(shuō)，有一定的難度。要能輕松自如地解決有關(guān)機(jī)械效率的問(wèn)題，關(guān)鍵是真正弄清有關(guān)概念，并能正確地加以區(qū)分，所以本教學(xué)設(shè)計(jì)以及實(shí)際教學(xué)中在有用功、額外功、總功的概念理解上花的時(shí)間比較多?！稒C(jī)械效率》效果分析新課程教學(xué)改革對(duì)我們每位教師都提出了全新的挑戰(zhàn)，以往的以教師為主的教學(xué)模式已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐。為了使自己的課堂教學(xué)深受學(xué)生的喜愛(ài)，通過(guò)幾年的教學(xué)改革實(shí)踐，結(jié)合本校學(xué)生實(shí)際，并通過(guò)本節(jié)錄像課展示出來(lái)，并現(xiàn)形成文字，以供各位同仁參考，同時(shí)請(qǐng)各位指正。本節(jié)課充分發(fā)揮了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)原則。整節(jié)課通過(guò)環(huán)環(huán)相扣的各種活動(dòng)，將本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合到一起，并使學(xué)生親身經(jīng)歷了知識(shí)獲取的過(guò)程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并有利于學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中行程自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并能夠有序的記憶知識(shí)點(diǎn)。本節(jié)課教師通過(guò)點(diǎn)撥、引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力和動(dòng)手能力，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、動(dòng)腦分析，動(dòng)口總結(jié)實(shí)驗(yàn)思路，學(xué)生親身參與科學(xué)探究的全過(guò)程。本節(jié)課采用小組合作與師友合作有機(jī)組合的方式教學(xué)，簡(jiǎn)單問(wèn)題，師友互助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手解決、稍有困難的問(wèn)題幾個(gè)小組共同合作，共同研究方法，得出結(jié)論，這樣可以使不同層次的學(xué)生的思維能力和實(shí)踐創(chuàng)造能力都得到提高。本節(jié)課最終的教學(xué)效果還算優(yōu)秀，學(xué)生能掌握本節(jié)課的絕大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)最后的當(dāng)堂測(cè)試，全班同學(xué)幾乎全部正確，掌握了本節(jié)課的全部知識(shí)點(diǎn)?！稒C(jī)械效率》教材分析（一）教材地位：教材在之前已經(jīng)安排了有關(guān)于各種簡(jiǎn)單機(jī)械和功的內(nèi)容學(xué)習(xí)，《機(jī)械效率》是在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步延伸，也可以說(shuō)是對(duì)這些內(nèi)容的綜合分析和實(shí)際應(yīng)用，體現(xiàn)了物理知識(shí)最終要服務(wù)于生產(chǎn)和生活的理念。（二）教材內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容包括三個(gè)部分，1.“有用功、額外功、總功的概念；2.機(jī)械效率的概念及計(jì)算公式；3.探究“滑輪的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)?！稒C(jī)械效率》評(píng)測(cè)練習(xí)分組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：分組物重（QUOTEGNGN）上升高度（QUOTEmm）拉力（QUOTEFNFN）拉力移動(dòng)距離（QUOTESmSm）克服重力做功（QUOTEWJWJ）拉力做功（QUOTEWJWJ）機(jī)械效率（QUOTEηη）1100.12100.153100.24100.255200.16200.157200.28200.25實(shí)驗(yàn)結(jié)論（一）有用功：，用字母表示。總功：，用字母表示。額外功：，用字母表示。練習(xí)1 小紅用塑料桶從井中打水；小軍把不小心掉進(jìn)井中的塑料桶打撈上來(lái)。在這兩個(gè)情形中水桶中都有水。那么下列分析中正確的是（）

A、兩個(gè)情境中，兩人對(duì)水做的功都是有用功。

B、兩個(gè)情境中，兩人對(duì)水做的功都是額外功。

C、小紅對(duì)水做的功是有用功，小軍對(duì)水做的功是額外功。

D、小紅對(duì)水做的功是額外功，小軍對(duì)水做的功是有用功。實(shí)驗(yàn)結(jié)論（二）的比值叫做機(jī)械效率，用字母表示，計(jì)算公式為，由于功總小于功，所以機(jī)械效率總是。練習(xí)2 用動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿將重為QUOTE400N400N的重物抬高QUOTE10cm10cm過(guò)程中，手向下壓杠桿的力是QUOTE240N240N，則手下降的高度是QUOTEcmcm，人做的總功是QUOTEJJ，在此過(guò)程中，人做的額外功是QUOTEJJ，機(jī)械效率是。練習(xí)3 外力對(duì)水泵做了QUOTE7×104J7×104J的總功，水泵把QUOTE250kg250kg的水送到QUOTE20m20m高處，水泵完成的有用功為多少焦耳？水泵的機(jī)械效率為多少？

實(shí)驗(yàn)結(jié)論（三）滑輪組機(jī)械效率受到、、以及等的因素影響。練習(xí)4 提高滑輪組機(jī)械效率，下列方法正確的是（）

A、多用幾個(gè)動(dòng)滑輪，減小拉力。

B、增加鉤碼的個(gè)數(shù)，增大拉力。

C、減小提升高度，減小做功。

D、以上方法都可行。課后習(xí)題從深度為QUOTE5m5m的井中直接將一桶水提出井口，已知桶重QUOTE20N20N，桶中的水重為QUOTE80N80N。若此人的目的是為了提水，則機(jī)械效率是，若此人的目的是為了撈桶，則此時(shí)的機(jī)械效率是。某人用機(jī)械做了QUOTE8000J8000J的功，其中額外功是有用功QUOTE1313，那么該機(jī)械的有用功是QUOTEJJ，機(jī)械效率是。用一個(gè)動(dòng)滑輪把重為QUOTE200N200N的貨物勻速提高QUOTE4m4m，所用的拉力是QUOTE125N125N，則有用功為QUOTEJJ，總功是QUOTEJJ，這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率是。工人用一根杠桿提升一桶油，他用QUOTE250N250N向下的拉力拉過(guò)QUOTE1.2m1.2m，油桶上升QUOTE30cm30cm，若杠桿的機(jī)械效率為QUOTE90%90%，則油桶重為QUOTENN。將動(dòng)滑輪改為定滑輪使用后，在相同的時(shí)間內(nèi)把同一物體勻速提高相同高度，則改動(dòng)后與改動(dòng)前比較（）

A．節(jié)省了力 B．提高了功率 C．降低了效率 D．提高了效率要提高某機(jī)械的機(jī)械效率，應(yīng)該（）

A．減小外力所移動(dòng)的距離 B．減小額外功占總功的百分比

C．減小總功 D．減小外力用如圖3所示滑輪組把重QUOTE100N100N的物體勻速提升QUOTE0.5m0.5m，所用的拉力是QUOTE80N80N，下列說(shuō)法正確是（）

A．總功是QUOTE50J50J，有用功是QUOTE80J80J B．有用功是QUOTE50J50J，額外功是QUOTE20J20J

C．總功是QUOTE100J100J，有用功是QUOTE80J80J D．總功是QUOTE80J80J，機(jī)械效率是QUOTE62.5%62.5%如圖所示，小麗分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為QUOTEW1W1，機(jī)械效率為QUOTEη1η1；用乙滑輪所做的總功為QUOTEW2W2，機(jī)械效率為QUOTEη2η2，若不計(jì)繩重與摩擦，則（）

A．QUOTEW1=W2W1=W2，QUOTEη1=η2η1=η2 B．QUOTEW1=W2W1=W2，QUOTEη1<η2η1<η2

C．QUOTEW1<W2W1<W2，QUOTEη1>η2用如圖所示的滑輪組來(lái)拉動(dòng)鋼錠，已知鋼錠與地面間的摩擦力QUOTEf=1200Nf=1200N，若此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為QUOTE80%80%。

（1）求拉繩子的力QUOTEFF至少為多大？

（2）如果想用更小的力拉動(dòng)鋼錠，請(qǐng)你提出一條可行性建議．

《機(jī)械效率》教學(xué)反思本節(jié)課以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主，通過(guò)自主探究實(shí)驗(yàn)探索物理現(xiàn)象，揭示其中的物理規(guī)律；教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，以物理知識(shí)為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)，體現(xiàn)“注重科學(xué)探究，提倡教學(xué)方式多樣化”的課程理念，結(jié)合實(shí)際，教學(xué)過(guò)程采用了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究、教師講解的學(xué)習(xí)方式主使學(xué)生的知識(shí)與能力都得到一定的提高?！稒C(jī)械效率》課標(biāo)分析本條目涉及課程標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)主題“能量”中“機(jī)械能”的內(nèi)容?！澳芰俊笔钦n程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)內(nèi)容的三大主題之一。能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界的基本和普遍規(guī)律。它與很多學(xué)科都有關(guān)聯(lián)，和生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他科學(xué)技術(shù)，都是十分重要的。這部分內(nèi)容具有較強(qiáng)的綜合性，應(yīng)注意與本課程其他內(nèi)容的聯(lián)系，注意和其他學(xué)科的交叉，注意能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)聯(lián)。本條目課程內(nèi)容涉及認(rèn)知性目標(biāo)和技能性目標(biāo)，具體說(shuō)明如下：“知道機(jī)械效率”中的“知道”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動(dòng)詞，該條目處于“了解”水平。要能結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械對(duì)外所做的功為有用功，機(jī)械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功為額外功，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功為總功。機(jī)械效率是有用功與總功之比，它只有大小，沒(méi)有單位。由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率是表明機(jī)械做功性能好壞的一個(gè)物理量，機(jī)械效率越高，這個(gè)機(jī)械的性能越好。機(jī)械效率的高低并不決定使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力，效率高只說(shuō)明有用功在總功里所占的比例大，省力還是費(fèi)力是指做一定的有用功時(shí)，所用動(dòng)力的大小，機(jī)械效率大的機(jī)械不一定省力。機(jī)械效率與功率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功有多大比例的功是有用的。功率和機(jī)械效率是兩個(gè)物理意義不同也沒(méi)有直接聯(lián)系的物理量。功率大的機(jī)械，機(jī)械效率不一定大；機(jī)械效率大的機(jī)械，功率也不一定大?！傲私馓岣邫C(jī)械效率的途徑和意義”中的“了解”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動(dòng)詞，該條目處于“了解”水平。如果該機(jī)械的額外功一定，有用功越大，機(jī)械效率越大。比如用同一個(gè)滑輪組分別把一個(gè)1000N的重物和一個(gè)2000N的重物提高相同的高度，后者的機(jī)械效率大。因此在在額外功一定時(shí)，在機(jī)械能承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，可以提高機(jī)械效率。當(dāng)有用功一定時(shí)，額外功越小，則機(jī)械效率越大。因此設(shè)法減小額外功可以提高機(jī)械功率。如減輕機(jī)械本身的重量，加潤(rùn)滑油以減少摩擦，用輕質(zhì)材料做機(jī)械，都可以不同程度地減少額外功，提高機(jī)械效率。對(duì)于滑輪組來(lái)說(shuō)，提高滑輪組的機(jī)械效率的主要方法有：盡可能地增加物重，減小動(dòng)滑輪重，減輕繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦?！皽y(cè)量某種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率”中的“測(cè)量”屬于技能性目標(biāo)行為動(dòng)詞，該條目處于“獨(dú)立操作”水平。測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的效率時(shí)要會(huì)分析實(shí)驗(yàn)原理、組裝實(shí)驗(yàn)裝置、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論等。例如，利用斜面做功時(shí)，目的是把物體抬到一定高度處。所以克服物體重力所做的功是有用功，拉力所做的功是總功。因此，我們需要用刻度尺分別測(cè)物體被提升高度和物體被拉動(dòng)距離，用測(cè)力計(jì)分別測(cè)物體重力和拉力。測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率中需要測(cè)量的四個(gè)物理量：鉤碼重，鉤碼提升高度，繩自由端拉力，繩自由端移動(dòng)距離。鉤碼重可直接用彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)測(cè)得，測(cè)定繩自由端拉力時(shí)要注意使彈簧秤保持在豎直方向上作勻速運(yùn)動(dòng)。測(cè)定兩個(gè)距離時(shí)，應(yīng)先找好參照位置，用一固定物或作出標(biāo)記。如可以把桌面作為參照，先量出鉤碼到桌面