關(guān)于機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知道有用功、額外功和總功的含義及三者的關(guān)系。
2. 理解機(jī)械效率的概念，并能計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械的效率。
3. 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)任何事情都要注意“效率”的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
對(duì)機(jī)械效率概念的理解。
【教學(xué)方法】
綜合教學(xué)法。
【教學(xué)儀器】
電腦教學(xué)平臺(tái)一套，滑輪組、鐵架臺(tái)、彈簧秤、刻度尺、相同木塊和細(xì)線各20件。
【教學(xué)過程】
一、引入有用功、額外功、總功
師：我們學(xué)校旁有一座私人住宅正在建造中，現(xiàn)在需把100 N重的砂子運(yùn)到6 m高的樓上。想想看，有哪些方法，可以把砂子運(yùn)上去？
在投影儀上映出下圖：
生：可以把砂子裝在桶里或裝在袋子里，人提上去。可以用起重機(jī)吊上去。還可以用動(dòng)滑輪或滑輪組等簡(jiǎn)單機(jī)械將砂子運(yùn)上去。
師：同學(xué)們回答得都很好。我們可以有許多辦法將砂子運(yùn)上樓。
現(xiàn)在我們選取其中的一種做個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家討論。（電腦模擬動(dòng)畫）
這是一個(gè)利用滑輪組提升砂子的裝置圖，請(qǐng)觀察和思考：
1. 幾段繩子承擔(dān)物體和滑輪的總重？
2. 砂子升高h(yuǎn)，繩子末端移動(dòng)的距離s是多少？
3. 把100 N重的砂子運(yùn)上6 m高的樓上，需要做多少功？
4. 通過滑輪組，繩子末端用了40 N的拉力將砂子運(yùn)上去，實(shí)際做了多少功？
5. 想一想，這兩個(gè)功為什么不相等？
在投影儀上映出學(xué)生討論的結(jié)果。
生：提砂子上樓時(shí)也要把桶、動(dòng)滑輪提上去，還要對(duì)桶和動(dòng)滑輪做功；另外繩和滑輪之間還有摩擦，也需要做功。
師：我們的目的是把砂子運(yùn)上樓，所以把100 N重的砂子運(yùn)到6 m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(yùn)上去，在完成運(yùn)砂子的同時(shí)，還不得不對(duì)桶和動(dòng)滑輪也做了功，此外還要克服各種摩擦做功，這部分對(duì)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(shí)，對(duì)人們有用的功。
額外功：在工作時(shí)，對(duì)于額外負(fù)擔(dān)所不得不做的功。
總功：有用功與額外功的和。
練習(xí)：
用桶從井中提水的時(shí)候，對(duì)做的功是有用功，對(duì)做的功是額外功。
如果桶掉到井里，從井里撈桶時(shí)，撈上來的桶帶有一些水，這時(shí)對(duì)桶做的功是功，對(duì)水做的功是功。
二、引入機(jī)械效率
1. 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（共20個(gè)小組，分2個(gè)內(nèi)容，每10個(gè)小組做1個(gè)內(nèi)容，2個(gè)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)。）
測(cè)定：把重G=1.5 N的木塊，提高到h=0.2 m的高度時(shí)，
�、偻ㄟ^一定動(dòng)滑輪組所做的有用功、總功。
②通過兩定兩動(dòng)滑輪組所做的有用功、總功。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)的記錄結(jié)果選1～2組，在投影儀上映出進(jìn)行分析。
2. 討論與分析
�。�1）有沒有一種簡(jiǎn)單機(jī)械只做有用功，不做額外功？
�。]有）
�。�2）使用不同的簡(jiǎn)單機(jī)械做功，完成相同的有用功時(shí)，所做的總功是否相同？這說明什么？
�。ú煌ㄟ@說明額外功不同）
�。�3）額外功在總功中占的比例越多越好，還是越少越好？
（越少越好）
師：一定的總功中，額外功少意味著什么？
生：有用功多。
師：在使用機(jī)械時(shí)我們最關(guān)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(gè)新的物理量， 叫做機(jī)械效率。
板書：
（二）機(jī)械效率的定義
有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。
板書：
（三）機(jī)械效率的公式：
練習(xí)：
1. 計(jì)算課本例題中起重機(jī)的機(jī)械效率。
2. 計(jì)算學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中所用的簡(jiǎn)單機(jī)械效率。
師：由計(jì)算結(jié)果推知。
板書：
（四）機(jī)械效率η是個(gè)百分?jǐn)?shù)，一定小于100%，沒有單位。
三、小結(jié)
師：以上我們討論了機(jī)械的效率，其實(shí)在日常的生產(chǎn)、生活中，“效率”的含義很廣泛。我們做任何事情都有一個(gè)效率問題。我們生活的社會(huì)是一個(gè)現(xiàn)代化的社會(huì)，是講效率的社會(huì)，時(shí)時(shí)、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?cè)趯W(xué)習(xí)中，也應(yīng)注意學(xué)習(xí)的效率，特別是提高45分鐘的課堂效率，這是我們掌握知識(shí)、提高能力的重要方法。
四、布置作業(yè)
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