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2019-2020年九年級(jí)物理 物理機(jī)械效率教學(xué)設(shè)計(jì) 蘇科版 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)目標(biāo) 1 理解有用功和總功。 2 理解機(jī)械效率。 （二）能力目標(biāo) 1 學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律，嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問(wèn)題。 2 通過(guò)探究，培養(yǎng)學(xué)生探究物理規(guī)律能力。 （三）情感目標(biāo) 1 在學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，培養(yǎng)集體思考的團(tuán)隊(duì)精神。 2 在學(xué)生交流與合作的過(guò)程中，形成互相尊重、探索真理的科學(xué)態(tài)度。 3 養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點(diǎn) 有用功和機(jī)械效率的概念是重點(diǎn)。 教學(xué)難點(diǎn) 機(jī)械效率的理解是難點(diǎn)。 教學(xué)方法 本節(jié)課內(nèi)容為新授課。本節(jié)課采用以教師引導(dǎo)為主、探究為輔的綜合啟發(fā)式教學(xué)。 教具學(xué)具準(zhǔn)備 小車(chē)、長(zhǎng)木板、木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線等。 課時(shí)安排 1課時(shí)。 教學(xué)步驟 一、引入新課 教師從講桌下提起一桶水，讓學(xué)生回答是否對(duì)水做了功、但在對(duì)水做功的過(guò)程中，也對(duì)桶做了功，而老師的本意是提水，也就是對(duì)水做功。對(duì)桶做的功無(wú)利用價(jià)值，卻又不得不做的功。引入新課教學(xué)。 找一找我們身邊有哪些功是無(wú)利用價(jià)值、卻又不得不做的功。 二、新課教學(xué) 1．整體感知 正確理解有用功、額外功和總功的含義是認(rèn)識(shí)機(jī)械效率的關(guān)鍵，有用功是指有利用價(jià)值的功；額外功是指對(duì)人們既無(wú)利用價(jià)值而又不得不做的功；而總功是指人或其他動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功，由于摩擦等客觀存在，因而額外功總不為零。實(shí)際利用機(jī)械做功時(shí)，總功應(yīng)等于有用功跟額外功之和，即W總＝W有用＋W額外。由于實(shí)際情況下W額外總存在的，所以W總大于W有用，因而100％＜1，只有在理想情況下，W額才等于零，才能有η＝1，而在實(shí)際問(wèn)題中，這是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 2．教學(xué)互動(dòng) 互動(dòng)1：師生同看教科書(shū)中圖14.4-1，體驗(yàn)有用功和額外功，然后討論。 明確 人將砂子運(yùn)到樓上。對(duì)砂子做功的結(jié)果是增加了砂子的重力勢(shì)能，這是我們需要的，叫有用功。而這個(gè)過(guò)程中，我們還必須對(duì)桶做功，而這是沒(méi)有利用價(jià)值，而不得不做的功，我們稱(chēng)之為額外功。有用功和額外功之和是總功。 互動(dòng)2：機(jī)械效率 明確 引導(dǎo)學(xué)生知道：使用機(jī)械做功，為了工作需要以及不可避免地存在摩擦等原因，額外功是不可避免的。額外功是我們不需要的，它白白浪費(fèi)能量，因而應(yīng)盡量減小它。使用不同的機(jī)械來(lái)提起物體，我們希望做的額外功越少越好，或者說(shuō)，有用功與總功接越近越好。不同機(jī)器這方面的差別，通常用有用功在總功中占的百分比來(lái)表示，叫機(jī)械效率100％，一臺(tái)機(jī)器所做的有用功與總功越接近，這臺(tái)機(jī)器的機(jī)械效率越高。由于使用機(jī)械時(shí)，額外功不可避免，故機(jī)械效率必然小于100％。 互動(dòng)3： 明確 教師講解題后，引導(dǎo)學(xué)生注意以下幾個(gè)問(wèn)題： (1) 與W總＝W有用＋W額外經(jīng)常聯(lián)合使用。 (2)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離(速度)與阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離(速度)之間有一定的聯(lián)系。如使用滑輪組提升重物時(shí)，s＝nh，v動(dòng)＝nv物，n是承受動(dòng)滑輪拉力的繩索的段數(shù)。 (3)機(jī)械效率常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位。 (4)同一機(jī)械在不同的情況下使用時(shí)，其機(jī)械效率不一定相同。 互動(dòng)4：提高機(jī)械效率的意義，提高效率的意義。 明確 引導(dǎo)學(xué)生得出：可以減少能耗，降低生產(chǎn)成本。對(duì)于效率，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步討論，得出凡事都要講究效率，提高工作、學(xué)習(xí)效率是整個(gè)社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的重要標(biāo)志。 互動(dòng)5：探究斜面的機(jī)械效率。 明確 學(xué)生自行猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分小組實(shí)驗(yàn)，結(jié)束后，交流得到結(jié)論。 互動(dòng)6：舉例說(shuō)明，通過(guò)什么途徑可以提高機(jī)械效率。 明確 學(xué)生討論后得出：A．動(dòng)滑輪、杠桿等機(jī)械的自重要減??；B．減小摩擦等。 3．課堂練習(xí) (1) 有用功 跟 總功 的比值叫機(jī)械效率，其表達(dá)式為。 (2)用一定滑輪勻速提升重為190 N的物體。使其升高3 m，所用拉力為200 N，有用功等于 570 J，總功等于 600 J，定滑輪的機(jī)械效率為 95％ 。 (3)用一個(gè)動(dòng)滑輪把500 N的重物勻速提高1 m，所用的拉力F是300 N，如圖14-4-1所示，在此過(guò)程中的有用功、總功和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率分別為 (B) A．500 J、300 J、16.7％ B．500 J、600 J、83.3％ C．300 J、500 J、83.3％ D．600 J、500 J、120％ (4)利用三種機(jī)械，分別把同一物體提高相同高度，若η1＜η2＜η3，則下列關(guān)系正確的是 (B) A．W總1＜W總2＜W總3 B．W總1＞W(wǎng)總2＞W(wǎng)總3 C．W總1＝W總2＝W總3 D．無(wú)法判斷 (5)下列關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法中，正確的是 (D) A．做功多的機(jī)械，機(jī)械效率一定高 B．單位時(shí)間內(nèi)做的功越多，機(jī)械效率越高 C．使用機(jī)械的目的是為了提高機(jī)械效率 D．使用任何機(jī)械，它的機(jī)械效率都小于1 4．學(xué)習(xí)小結(jié) (1)內(nèi)容總結(jié) 這節(jié)課大家學(xué)習(xí)了機(jī)械效率，了解了在機(jī)械或人做功的過(guò)程中不可避免的要做額外功，即對(duì)人們無(wú)利用價(jià)值卻又不得不做的功。實(shí)際用機(jī)械做功時(shí)，總功應(yīng)等于有用功跟額外功之和，而由于田100％故機(jī)械效率一般總小于1。 (2)方法歸納 本節(jié)課運(yùn)用探究學(xué)習(xí)的方法，我們應(yīng)該從探究中發(fā)現(xiàn)科學(xué)，掌握科學(xué)，并將之應(yīng)用于我們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活。 三、布置作業(yè) 1．使用較輕的動(dòng)滑輪比使用較重的滑輪提升重物時(shí)，為什么動(dòng)力可少做一些功呢？能更少做些嗎？ 2．測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率。 四、板書(shū)設(shè)計(jì) 四 機(jī)械效率 一、有用功：我們需要做的功 額外功：對(duì)于額外負(fù)擔(dān)不得不做的功 總功＝有用功＋額外功 二、機(jī)械效率 100％ η≤1