機械效率教學設計（一）

【教學目標】

知識和技能：

1、知道有用功、額外功和總功的含義及三者的關系。

2、理解機械效率的概念，并能計算簡單機械的效率。

3、培養學生對任何事情都要注意“效率”的科學態度。

過程與方法：

通過參與探究斜面機械效率的活動，使學生加深對有用功、額外功和總功的認識；學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案。

情感、態度、價值觀：

1.激發學生的學習興趣和對科學的求知欲望，培養學生發現問題、提出問題和解決問題的能力。

2.在教學活動中培養學生與他人合作的意識。

【教學重點和難點】

重點：知道有用功、額外功和總功。

難點：測量簡單機械的機械效率。

【教學儀器】

電腦教學平臺一套，滑輪組、鐵架臺、彈簧秤、刻度尺、相同木塊和細線各20件。

【教學過程】

一、引入有用功、額外功、總功

師：我們學校旁有一座私人住宅正在建造中，現在需把100N重的砂子運到6m高的樓上。在投影儀上映出下圖：引導學生先觀察圖片，一分鐘后，教師：你們體會到了什么呢？

學生：第三種方法最省力。

教師：如果從功的角度看這個問題會怎樣呢？

首先，讓學生一起分析，這三種工作方式有一個共同的目的：把重100牛的沙子從地面運到三樓，這是要完成的工作任務，同學們計算一下，單純完成此任務，需要做多少功呢？

根據學生的計算結果，板書：W1=G沙?h=600J

第三種方式，人做的功是多少呢？3）W2=G總?h=690J

第二種方式，人做的功是多少呢？2）W2=G總?h=780J

第一種方式，人做的功是多少呢？

1）W2=G總?h=3120J（此處學生遇到了困難，這也是安排上面計算順序的目的。困惑一：需要計算樓梯的長度嗎？提示學生：在力的方向上移動的距離，可以分解成先水平移動不做功，再豎直升高做功。困惑二：人的體重該不該算上？）

學生分析計算結果：三種方式做的功都比W1多，額外多做的功不一樣，可見第三種方式最好。

設計意圖：充分利用課本資源，讓學生通過計算，比較，在腦中初步形成有用功、額外功的概念，為新課講授做好充足準備。

師：我們的目的是把砂子運上樓，所以把100N重的砂子運到6m高的樓上，無論采取哪種方法都必須做的功，這是有用的功。用滑輪組將砂子運上去，在完成運砂子的同時，還不得不對桶和動滑輪也做了功，此外還要克服各種摩擦做功，這部分對砂子提上樓沒有用，但又不得不做的功，是額外功。

板書：

（一）有用功、額外功、總功

有用功：在工作時，對人們有用的功。

額外功：在工作時，對于額外負擔所不得不做的功。

總功：有用功與額外功的和。

典型練習：

用桶從井中提水的時候，對 做的功是有用功，對 做的功是額外功。

如果桶掉到井里，從井里撈桶時，撈上來的桶帶有一些水，這時對桶做的功是 功，對水做的功是功。

設計意圖：首先通過搬沙子明確“有用功、額外功、總功”，然后通過典型習題練習讓學生進一步熟悉三個概念。

二、引入機械效率

1、學生分組實驗（共20個小組，分2個內容，每10個小組做1個內容，2個實驗并進。）

測定：把重G=1.5N的木塊，提高到h=0.2m的高度時，

①通過一定一動滑輪組所做的有用功、總功。

②通過兩定兩動滑輪組所做的有用功、總功。

每個實驗的記錄結果選1～2組，在投影儀上映出進行分析。

設計意圖：通過做實驗，既能增強學生動手動腦能力，同時又為引出機械效率做好鋪墊。

2、討論與分析

教師提問：（1）有沒有一種簡單機械只做有用功，不做額外功？

學生回答：（沒有）

教師提問：（2）使用不同的簡單機械做功，完成相同的有用功時，所做的總功是否相同？這說明什么？

學生回答：（不同）（這說明額外功不同）

教師提問：（3）額外功在總功中占的比例越多越好，還是越少越好？

學生回答：（越少越好）

教師提問：一定的總功中，額外功少意味著什么？

學生回答：有用功多。

教師提問：在使用機械時我們最關心的是所做的這些總功中，有用功究竟占了多少。為此我們引入一個新的物理量，叫做機械效率。

板書：

（二）機械效率的定義

有用功跟總功的比值叫做機械效率。

板書：

（三）機械效率的公式：

練習：

1、計算課本例題中起重機的機械效率。

2、計算學生分組實驗中所用的簡單機械效率。

師：由計算結果推知。

板書：

（四）機械效率η是個百分數，一定小于100%，沒有單位。

三、小結

師：以上我們討論了機械的效率，其實在日常的生產、生活中，“效率”的含義很廣泛。我們做任何事情都有一個效率問題。我們生活的社會是一個現代化的社會，是講效率的社會，時時、事事、處處都要求高效率，以盡可能少的消耗去取得盡可能多的效益。我們在學習中，也應注意學習的效率，特別是提高45分鐘的課堂效率，這是我們掌握知識、提高能力的重要方法。

設計意圖：把機械效率和學習效率進行類比，促進學生理解概念，同時還滲透學習要講究效率的方法。

四、內容深化：

老師適當指導討論如下問題：

1、功率大的機械它的效率是否一定越高？提高功率是否就等于提高效率？

2、機械效率越高是否一定越省功？

3、做功越多是否機械效率一定越高？

4、增加總功是否即可提高機械效率？

設計意圖：通過對上述問題的討論，使學生能初步區別功、功率、機械效率這三個不同的物理概念，從而對全章的知識形成一個系統的知識體系。

四、布置作業

1、認真復習課文。

2、預習下節教材，做好分組實驗準備。

機械效率教學設計（二）

一、 教材分析

1、本節內容不僅屬于《機械與人》章節的重點重要內容，同時也是整個八年級（初二）物理學習的集大成章節。其內容包含本章節機械功能特點、功、功率等相關知識，還囊括了多種受力分析、判斷和物體運動、平衡等眾多知識。可以這樣說，本節內容基本上把一本書大部分知識都融匯交織于此。因此不僅是一堂新課，而且還是一堂涵蓋面非常廣的總結課，當然也是一堂很具有難度的挑戰課。

2、本節課不僅學習新的物理概念“機械效率”，能夠對于機械效率進行分析和計算，而且還需要讓學生能夠在學習和生活當中真正的理解”效率”的切實意義，能夠在生產實際中解決實際問題，達到人文和科學的高度結合。

3、本節內容基本上可以認為是8年級物理學習一年以來的收關之課，通過本節的學習能夠把學生對于物理學科的認識和理解水平提升一定的層次和高度。

4、本節教學不能停留在簡單的理論分析上，更重要的是結合實驗讓學生真切的理解機械效率的意義。考驗學生的實驗探究，創造性、歸納總結、團隊合作等多方面的能力。

二、 學生分析

通過一年以來的學習，同學們儲備了一定量的物理基本知識，掌握了一定的物理學習方法和具有一定的實驗、實踐方法和能力。大部分同學能夠適應本節課的基本要求，同時也應當主意少數同學學習能力不足的現象。所以本節課的學習應當注意以下幾點：

1、少一些高難度的理論分析和復雜的多步驟計算，盡量把抽象的知識生活化和形象化，讓學生通過生活來理解知識，同時利用知識來解釋、指導生產、生活。

2、適當的梯度和坡度，照顧不同學習能力層次的同學，()讓所有同學都能夠參與學習和思考，有收獲。

3、讓學習走向生活，給學生預留一定的不同難度的課后實踐探究問題，培養實踐能力。

4、引導學生進行總結和反思，提升知識和能力的高度。

5、根據本地學生實際學習情況，本節內容分為兩部分，兩個教學時進行。第一部分讓學生通過簡單的實驗理解機械效率，能夠對相關問題進行分析和計算，達到對機械效率的切實理解，掌握實驗探究各種機械效率的方法，為下一節實踐探究各種機械效率做好充分準備。第二部分為實踐探究課，同學們應用上節所掌握的知識和方法及要求探究不同機械在多種情況之下的機械效率，并且進行歸納總結，加深對機械效率的認識理解，同時能夠利用所掌握和發現的知識去解決生產生活的實際問題。

三、 教學目標

1、知識和技能目標

①理解有用功，額外功，總功，以及三者之間的區別、來源、聯系等關系。

②掌握機械效率的意義和計算方法。

③掌握通過實驗、實踐探究、測量和分析計算各種機械的機械效率的方法。

2、過程和方法目標

通過實驗采集數據和分析，初步形象的理解機械效率，然后能夠在理論分析的層次更加深入透徹的理解機械效率以及影響機械效率的各種因素。并且最終能夠從理論走向生活和生產。

3、情感和態度目標：

培養學生合作的團隊精神，實事求是的科學態度以及理論實踐相結合，主動探究尋求真理的科學精神。

四、 重難點：

重點：通過實驗探究初步理解機械效率，能夠進行簡單的計算分析。

難點：對機械效率深入分析，掌握機械效率的影響因素，能夠區分功、功率、機械效率等容易混淆的概念和意識。掌握實驗探究機械效率的基本方法。

五、 教學設備和教輔工具

多媒體投影儀、 滑輪、細線、彈簧測力計、鐵架臺、鉤碼等

六、 設計思想

本堂課應該有以下幾點突出表現：

1、教師成為學生們學習的引導者，巧妙和高效的引導學生發現問題和解決問題，不應該成為知識的灌輸者，甚至教師要學會裝“不懂”讓學生教老師，體現學生在學習中的主體地位，培養自我學習的能力。

2、實驗、實踐和理論相結合，首先由生活發現問題，通過實驗探究歸納總結，解決問題。然后上升到高層次的理論分析，最后又回歸到生產生活中。切實的體現物理科技知識教育的價值和意義。

3、師生之間具有良好的互動，教師能夠切實的掌握學生對于知識和能力的把握程度，能夠隨機應變，及時調整教學方式及內容。

4、巧妙鋪墊，預留學習內容，為下節實驗探究做好充分的準備。

七、 教學流程

1、學生課前預習

2、課堂用簡明、形象的問題引入新課題

3、實驗探究，歸納總結

4、小習題訓練，檢查知識掌握程度

5、對機械效率深層次，高高度的理論分析，掌握測量機械效率的基本方法

6、安排課后作業，以及下節學習內容

7、總結

八、 教學詳細環節以及學生活動

（一）引入新課，簡單的知識構建

1、讓學生選擇搬運磚塊的方式引入新課

學生活動：抽點學生回答，讓其說明理由

2、分析有用功、額外功、總功

有用功：為了達到目的必須做的功。

額外功：為了達到目的，不得不克服其他阻礙因素所做的功。

總功：使用機械時所做的功，等于有用功和額外功的總和。

學生活動：教師引導示例，利用多媒體展示圖片，學生分析運送磚頭時的有用功，額外功、總功。

引導學生分析：在實際使用機械的時候，總功總是大于有用功，不得不做額外功。

3、引導分析機械效率

分析引入原因

①定義：有用功和總功的比值

②表達式：

③說明：<1>: 數值用百分數表示，沒有單位

<2>意義和作用：評估機械的性能，效率。

學生活動：翻看書本，找出答案回答。并且對知識點加強記憶。

（二）實驗探究，切實體驗實際，測量滑輪組的機械效率。

1、向提問如何進行實驗體驗和測量滑輪組機械效率機械

學生活動：思考，討論和回答，教師引導

2、學生分組實驗，采集數據，分析計算，并且把各組數據公布于黑板之上。教師引導學生歸納總結，進行評估。