第3節(jié) 機械效率 教學(xué)設(shè)計 【教學(xué)目標】 知識與技能：能結(jié)合實例了解什么是有用功、額外功和總功，理解什么是機械效率。 過程與方法：通過參與探究斜面機械效率的活動，學(xué)習(xí)擬訂簡單的科學(xué)探究計劃和實驗方案。 情感態(tài)度與價值觀：在實驗中培養(yǎng)合作精神，養(yǎng)成事實求是、尊重實驗結(jié)果的科學(xué)態(tài)度。 【教學(xué)重點】理解機械效率。 【教學(xué)難點】探究斜面的機械效率及影響機械效率的因素。 【教學(xué)過程】 一、引入 實驗準備：在一塊30cm*40cm的木板上釘上三個釘子，其中一個釘子上掛通過一段細繩下拉著的一個鉤碼；第二個釘子上固定一根繞過一個動滑輪的細繩的一端，動滑輪下掛一個鉤碼；第三個釘子上掛細繩的另一端。讓第一、三個釘子露出，下面露出鉤碼，中間的部分全部用白紙蓋住。 演示實驗： 用彈簧測力計拉動第一個釘子上的繩子使鉤碼移動10cm，讀出彈簧測力計的示數(shù)；再用彈簧測力計拉動第三個釘子上的繩子使第二個鉤碼移動10cm，讀出彈簧測力計的示數(shù)；計算出它們做得功分別是多少。 （一）有用功、額外功、總功（溫馨提示：下圖是動畫） 在使用簡單機械提升或移動物體時，我們要對機械做功，機械又要對物體做功，那么我們對機械做功和機械對物體做功相等嗎？ 設(shè)疑提問：建筑工地上有一堆沙子，要把這堆沙子運到三樓，在老師給出的這四種方法中哪種最好？為什么？ 請同學(xué)們看第一種辦法，點擊上圖右下角的“start”，算出做功的多少。 第一種方法：對沙子做功600J 對小桶做功120J 克服自身重力做功2400J 請同學(xué)們看第二種辦法，點擊上圖右下角的“start”，算出做功的多少。 第二種方法：對沙子做功600J 對小桶做功120J 請同學(xué)們看第三種辦法，點擊上圖右下角的“start”，算出做功的多少。 第三種方法：對沙子做功600J 對小桶做功120J 克服動滑輪重力做功60J 請在剛才所列的三種運沙方法中，你認為哪種方法最好？哪種方法最差，為什么？ 討論、分析有用功占總功的比例 概念：有用功跟總功的比值 公式：η= w有用 / w總 引入機械效率概念 ㈡、機械效率的一些特征 組織學(xué)生討論： 1、機械效率有單位嗎？ 2、為什么機械效率沒有大于1的？ 3、用小數(shù)和百分數(shù)來表達機械效率，你認為那種表達更好？ 機械效率的三個特征： 沒有單位 總小于1 用百分數(shù)表示 進一步理解機械效率的概念 ㈢、提高機械效率的途徑 通過多媒體展示起重機工作時的圖片討論、分析、得出結(jié)論 途徑有三條：1）減輕機械自重 2）減小機械間的摩擦 3）允許情況下增加物重 知道機械效率是機械性能的重要標志之一，提高機械效率有重要的經(jīng)濟意義 ㈣例題部分 通過多媒體展示例題： 一臺起重機將重3600N的貨物提高4m。如果額外功是9600J，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？起重機在哪些方面消耗了額外功？ 1）組織學(xué)生分析、討論、計算 2）展示學(xué)生解題過程 3）總結(jié)、評價 意在練習(xí)機械效率公式的應(yīng)用、使學(xué)生加深認識有用功、和總功的概念 （三）探究斜面機械效率 組織學(xué)生討論尋找實驗方案分析實驗過程、進行實驗、分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論通過多媒體顯示下列問題： 提出問題：斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系？ 意在讓學(xué)生學(xué)習(xí)測量斜面的機械效率通過探究斜面的機械效率加深對機械效率的理解。 2、猜想與假設(shè)：斜面越陡機械效率越高（或越低） 3、探究方案與實驗設(shè)計包括： 1）實驗器材 2）實驗設(shè)計圖（教材109頁） 3）實驗原理 η= w有用 / w總=Gh / Fs 4）需測物理量 G h F s 5）進行實驗 讓學(xué)生通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生合作精神，通過實驗探究驗證自己的猜想，培養(yǎng)學(xué)生相信科學(xué)、尊重科學(xué)的良好品質(zhì)。 改變斜面的傾斜程度，測量斜面較緩、較陡、最陡時的機械效率 4、收集數(shù)據(jù)記錄表格 斜面傾斜木塊重量 斜面高度 程度 較緩 G/N h/m 拉力 F/N 斜面長 s/m 有用功 W有/J 總功 W總/J 機械效率 ℅ 較陡 很陡 5、分析和論證 結(jié)論：斜面越陡越費力，機械效率越高 斜面越緩越省力，機械效率越低 6、評估與交流 小組討論：怎樣提高斜面的機械效率？ 三、課堂小結(jié)： 通過“學(xué)到了什么”這一欄目對本節(jié)內(nèi)容進行小結(jié)：包括對三種功的認識，對機械效率的理解，影響機械效率的因素及提高途徑，斜面的機械效率與其傾斜程度的關(guān)系等。 培養(yǎng)學(xué)生歸納、總結(jié)知識的能力 四、課后拓展 1、設(shè)計一個實驗，探究動滑輪的機械效率與物重的關(guān)系。 2、調(diào)查常見機械的機械效率，想想如何提高它們的機械效率。 3、測量滑輪組的機械效率
