《机械效率》教学设计
一、教材分析
1、本节内容不仅属于《机械与人》章节的重点重要内容，同时也是整个八年级（初二）物理学习的集大成章节。其内容包含本章节机械功能特点、功、功率等相关知识，还囊括了多种受力分析、判断和物体运动、平衡等众多知识。可以这样说，本节内容基本上把一本书大部分知识都融汇交织于此。因此不仅是一堂新课，而且还是一堂涵盖面非常广的总结课，当然也是一堂很具有难度的挑战课。
2、本节课不仅学习新的物理概念“机械效率”，能够对于机械效率进行分析和计算，而且还需要让学生能够在学习和生活当中真正的理解”效率”的切实意义，能够在生产实际中解决实际问题，达到人文和科学的高度结合。
3、本节内容基本上可以认为是8年级物理学习一年以来的收关之课，通过本节的学习能够把学生对于物理学科的认识和理解水平提升一定的层次和高度。
4、本节教学不能停留在简单的理论分析上，更重要的是结合实验让学生真切的理解机械效率的意义。考验学生的实验探究，创造性、归纳总结、团队合作等多方面的能力。
二、学生分析
通过一年以来的学习，同学们储备了一定量的物理基本知识，掌握了一定的物理学习方法和具有一定的实验、实践方法和能力。大部分同学能够适应本节课的基本要求，同时也应当主意少数同学学习能力不足的现象。所以本节课的学习应当注意以下几点：
1、少一些高难度的理论分析和复杂的多步骤计算，尽量把抽象的知识生活化和形象化，让学生通过生活来理解知识，同时利用知识来解释、指导生产、生活。
2、适当的梯度和坡度，照顾不同学习能力层次的同学，让所有同学都能够参与学习和思考，有收获。
3、让学习走向生活，给学生预留一定的不同难度的课后实践探究问题，培养实践能力。
4、引导学生进行总结和反思，提升知识和能力的高度。
5、根据本地学生实际学习情况，本节内容分为两部分，两个教学时进行。第一部分让学生通过简单的实验理解机械效率，能够对相关问题进行分析和计算，达到对机械效率的切实理解，掌握实验探究各种机械效率的方法，为下一节实践探究各种机械效率做好充分准备。第二部分为实践探究课，同学们应用上节所掌握的知识和方法及要求探究不同机械在多种情况之下的机械效率，并且进行归纳总结，加深对机械效率的认识理解，同时能够利用所掌握和发现的知识去解决生产生活的实际问题。
三、教学目标
1、知识和技能目标
①理解有用功，额外功，总功，以及三者之间的区别、联系等关系。
②掌握机械效率的意义和计算方法。
③掌握通过实验、实践探究、测量和分析计算各种机械的机械效率的方法。
2、过程和方法目标
通过实验采集数据和分析，初步形象的理解机械效率，然后能够在理论分析的层次更加深入透彻的理解机械效率以及影响机械效率的各种因素。并且最终能够从理论走向生活和生产。
3、情感和态度目标：
培养学生合作的团队精神，实事求是的科学态度以及理论实践相结合，主动探究寻求真理的科学精神。
四、重难点：
重点：通过实验探究初步理解机械效率，能够进行简单的计算分析。
难点：对机械效率深入分析，掌握机械效率的影响因素，能够区分功、功率、机械效率等容易混淆的概念和意识。掌握实验探究机械效率的基本方法。
五、教学设备和教辅工具
多媒体投影仪、 滑轮、细线、弹簧测力计、铁架台、钩码等
六、设计思想
本堂课应该有以下几点突出表现：
1、教师成为学生们学习的引导者，巧妙和高效的引导学生发现问题和解决问题，不应该成为知识的灌输者，甚至教师要学会装“不懂”让学生教老师，体现学生在学习中的主体地位，培养自我学习的能力。
2、实验、实践和理论相结合，首先由生活发现问题，通过实验探究归纳总结，解决问题。然后上升到高层次的`理论分析，最后又回归到生产生活中。切实的体现物理科技知识教育的价值和意义。
3、师生之间具有良好的互动，教师能够切实的掌握学生对于知识和能力的把握程度，能够随机应变，及时调整教学方式及内容。
4、巧妙铺垫，预留学习内容，为下节实验探究做好充分的准备。
七、教学流程
1、学生课前预习
2、课堂用简明、形象的问题引入新课题
3、实验探究，归纳总结
4、小习题训练，检查知识掌握程度
5、对机械效率深层次，高高度的理论分析，掌握测量机械效率的基本方法
6、安排课后作业，以及下节学习内容
7、总结
八、教学详细环节以及学生活动
（一）引入新课，简单的知识构建
1、让学生选择搬运砖块的方式引入新课
学生活动：抽点学生回答，让其说明理由
2、分析有用功、额外功、总功
有用功：为了达到目的必须做的功
额外功：为了达到目的，不得不克服其他阻碍因素所做的功
总功：使用机械时所做的功，等于有用功和额外功的总和
学生活动：教师引导示例，利用多媒体展示图片，学生分析运送砖头时的有用功，额外功、总功。
引导学生分析：在实际使用机械的时候，总功总是大于有用功，不得不做额外功。
3、引导分析机械效率
分析引入原因
①定义：有用功和总功的比值
②表达式：
③说明：<1>: 数值用百分数表示，没有单位
学生活动：翻看书本，找出答案回答。并且对知识点加强记忆。
（二）实验探究，切实体验实际，测量滑轮组的机械效率。
1、向提问如何进行实验体验和测量滑轮组机械效率机械
学生活动：思考，讨论和回答，教师引导
2、学生分组实验，采集数据，分析计算，并且把各组数据公布于黑板之上。教师引导学生归纳总结，进行评估。
后来改为观看我所做的实验视频
（三）课本例题分析处理，明确规范解题格式、方法和要求。
学生活动：抽点学生分析题目，讲解思路。强化解题格式。
（四）深层次的分析理解机械效率
1、公式的变形应用，配置一道小型的练习题。
练习1、已知某工地上滑轮组的机械效率是85%，要把质量为200千克的砖块提升10米，则滑轮组自由端拉力应该做多少功？
学生活动：思考，回答，练习，记忆强化。
2、机械效率 与有用功，额外功、总功的关系
学生活动：讨论效率大越大，则说明机械所做的有用功越多？
机械效率大小跟所做的各种功大小没有任何必然的关系，只说明有用功在总功当中的比例、份额。当控制变量时，讨论相互之间大小关系。
3、讨论思考：机械效率的范围
机械效率小于1，所以各种机械可以按照我们需求省力或者省距离，但是绝对不省功。
4、讨论思考：机械效率与功率的区别，能否说机械效率越大，则功率越大，或者说功率越大，效率越大？
两者从不同的角度来描述机械的性能
5讨论回答：如何提高机械效率？
当有用功一定时，尽量减少额外功（减小总功）提升相同质量的砖头一定高度
当额外功一定时，尽量增加有用功
同一个滑轮组提升重物，尽量增加重物质量，好比打的包车，尽量多座人
当总功一定时，减小额外功
电动机提升重物时，尽量减少附载物
6实际操作中如何提高机械效率：
减小摩擦，给滑轮组添加润滑油等
减少、减轻附载物
组合机械越多，效率越低！
（五）、观看实际生产生活中机械的使用，掌握选择机械的方法
（六）、简单习题训练，检测知识掌握程度。
①下列关于机械效率的说法，正确的是（ ）
A.越省力的机械，机械效率越高
B.减小额外功，可以提高机械效率
C.机械效率越大，功率也越大
D.额外功越大，机械效率越小
②为了提高机械效率，下列各种措施中有效地是（ ）
A.有用功一定，增大总功
B.总共一定，增大额外功
C.有用功一定，减小额外功
D.额外功一定，减小总功
③甲乙两台机器，甲的机械效率是85%，乙的机械效率是60%，则（ ）
A.相等的时间内，甲机器所做的功多
B.做同样多的功，甲机器花的时间少
C.甲机器比乙机器省力
D.上述说法都不对
④一滑轮组，不记绳重和摩擦，用它来提升一重为G的货物时，其机械效率为80%。若用该滑轮组来提升一重为2G的货物时，其机械效率（ ）
A.大于80%
B.等于80%
C.小于80%
D.无法确定
（七）总结本节课学习内容，引导如何对待生活学习。多，快、好、省。
（八）安排下节教学内容，安排课后作业。
下节课学习内容预告及安排：
1.实践探究同一滑轮组机械效率是否恒定、
2.探究斜面的机械效率的影响因素
要求：提出自己的猜想，别且根据猜想设计可行的实验验证方法，提前设计好数据采集表格。
九、课后作业：
1．用一个动滑轮把重为1000 N的物体提高2 ，所用的力是550 N，则有用功为_____，总功为_____，这个滑轮组的机械效率为_____，动滑轮的重力_____N（不计绳重及摩擦）
2．如图1所示，用此装置拉一重为100 N的重物，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦，所需拉力为8 N，则物体与地面间的摩擦力为_____N。实际此装置的机械效率为80%，欲使物体以0.6 /s的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_____N，拉力在 5 s内做的功为_____。
3.用500 N的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8 时，可将滑轮组悬挂的重为1500 N的物体匀速提高2 ，则额外功占总功的百分比是 [ ]
A．25％
B．75％
C．15％
D．85％
4.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较[ ]?
A.总功不变，有用功增加了
B.总功不变，额外功减小了?
C.有用功不变，总功减小了
D.以上说法都不对?
5.起重机在1 in内能把5.0×104 N的物体匀速提高30 ，它的机械效率是60%，在 1 in内，起重机所做的有用功为多少？所做的总功为多少？总功率是多少W？
6、用滑轮匀速提升360 N的物体，假若滑轮组的机械效率为80％，绳子所能承受的最大拉力为100 N，考虑既省力又方便，问：此滑轮组应由几个定滑轮几个动滑轮组成？实际拉绳的力多大？
十、板书设计：
机械效率
1、有用功：
2、额外功：
3、总功：
4、机械效率：
①定义：
②表达式：
③理解、强调：
练习题分析，作图，说明，草稿等
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