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機(jī)械效率的教學(xué)設(shè)計(jì)案例 機(jī)械效率教學(xué)問題的設(shè)計(jì)篇一
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)和技能：
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。
過程與方法：
通過參與探究斜面機(jī)械效率的活動(dòng)，使學(xué)生加深對(duì)有用功、額外功和總功的認(rèn)識(shí)；學(xué)習(xí)擬定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀：
1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。
2.在教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生與他人合作的意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
重點(diǎn)：知道有用功、額外功和總功。
難點(diǎn)：測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率。
【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100n重的砂子運(yùn)到6m高的樓上。在投影儀上映出下圖：引導(dǎo)學(xué)生先觀察圖片，一分鐘后，教師：你們體會(huì)到了什么呢？
學(xué)生：第三種方法最省力。
教師：如果從功的角度看這個(gè)問題會(huì)怎樣呢？
首先，讓學(xué)生一起分析，這三種工作方式有一個(gè)共同的目的：把重100牛的沙子從地面運(yùn)到三樓，這是要完成的工作任務(wù)，同學(xué)們計(jì)算一下，單純完成此任務(wù)，需要做多少功呢？
根據(jù)學(xué)生的計(jì)算結(jié)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(xué)生遇到了困難，這也是安排上面計(jì)算順序的目的。困惑一：需要計(jì)算樓梯的長度嗎？提示學(xué)生：在力的方向上移動(dòng)的距離，可以分解成先水平移動(dòng)不做功，再豎直升高做功。困惑二：人的體重該不該算上？）
學(xué)生分析計(jì)算結(jié)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(shè)計(jì)意圖：充分利用課本資源，讓學(xué)生通過計(jì)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(zhǔn)備。
師：我們的目的是把砂子運(yùn)上樓，所以把100n重的砂子運(yùn)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(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。
典型練習(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。
設(shè)計(jì)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(xí)題練習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉三個(gè)概念。
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=1.5n的木塊，提高到h=0.2m的高度時(shí)，
①通過一定一動(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。
設(shè)計(jì)意圖：通過做實(shí)驗(yàn)，既能增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力，同時(shí)又為引出機(jī)械效率做好鋪墊。
2、討論與分析
教師提問：（1）有沒有一種簡(jiǎn)單機(jī)械只做有用功，不做額外功？
學(xué)生回答：（沒有）
教師提問：（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？
學(xué)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(xué)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(xué)生回答：有用功多。
教師提問：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。
設(shè)計(jì)意圖：把機(jī)械效率和學(xué)習(xí)效率進(jìn)行類比，促進(jìn)學(xué)生理解概念，同時(shí)還滲透學(xué)習(xí)要講究效率的方法。
四、內(nèi)容深化：
老師適當(dāng)指導(dǎo)討論如下問題：
1、功率大的機(jī)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(jī)械效率越高是否一定越省功？
3、做功越多是否機(jī)械效率一定越高？
4、增加總功是否即可提高機(jī)械效率？
設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)上述問題的討論，使學(xué)生能初步區(qū)別功、功率、機(jī)械效率這三個(gè)不同的物理概念，從而對(duì)全章的知識(shí)形成一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)體系。
四、布置作業(yè)
1、認(rèn)真復(fù)習(xí)課文。
2、預(yù)習(xí)下節(jié)教材，做好分組實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。
（二）
一、 教材分析
1、本節(jié)內(nèi)容不僅屬于《機(jī)械與人》章節(jié)的重點(diǎn)重要內(nèi)容，同時(shí)也是整個(gè)八年級(jí)（初二）物理學(xué)習(xí)的集大成章節(jié)。其內(nèi)容包含本章節(jié)機(jī)械功能特點(diǎn)、功、功率等相關(guān)知識(shí)，還囊括了多種受力分析、判斷和物體運(yùn)動(dòng)、平衡等眾多知識(shí)?？梢赃@樣說，本節(jié)內(nèi)容基本上把一本書大部分知識(shí)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(jié)課，當(dāng)然也是一堂很具有難度的挑戰(zhàn)課。
2、本節(jié)課不僅學(xué)習(xí)新的物理概念“機(jī)械效率”，能夠?qū)τ跈C(jī)械效率進(jìn)行分析和計(jì)算，而且還需要讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)和生活當(dāng)中真正的.理解”效率”的切實(shí)意義，能夠在生產(chǎn)實(shí)際中解決實(shí)際問題，達(dá)到人文和科學(xué)的高度結(jié)合。
3、本節(jié)內(nèi)容基本上可以認(rèn)為是8年級(jí)物理學(xué)習(xí)一年以來的收關(guān)之課，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)能夠把學(xué)生對(duì)于物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)和理解水平提升一定的層次和高度。
4、本節(jié)教學(xué)不能停留在簡(jiǎn)單的理論分析上，更重要的是結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生真切的理解機(jī)械效率的意義?？简?yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究，創(chuàng)造性、歸納總結(jié)、團(tuán)隊(duì)合作等多方面的能力。
二、 學(xué)生分析
通過一年以來的學(xué)習(xí)，同學(xué)們儲(chǔ)備了一定量的物理基本知識(shí)，掌握了一定的物理學(xué)習(xí)方法和具有一定的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐方法和能力。大部分同學(xué)能夠適應(yīng)本節(jié)課的基本要求，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)主意少數(shù)同學(xué)學(xué)習(xí)能力不足的現(xiàn)象。所以本節(jié)課的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：
1、少一些高難度的理論分析和復(fù)雜的多步驟計(jì)算，盡量把抽象的知識(shí)生活化和形象化，讓學(xué)生通過生活來理解知識(shí)，同時(shí)利用知識(shí)來解釋、指導(dǎo)生產(chǎn)、生活。
2、適當(dāng)?shù)奶荻群推露?，照顧不同學(xué)習(xí)能力層次的同學(xué)，()讓所有同學(xué)都能夠參與學(xué)習(xí)和思考，有收獲。
3、讓學(xué)習(xí)走向生活，給學(xué)生預(yù)留一定的不同難度的課后實(shí)踐探究問題，培養(yǎng)實(shí)踐能力。
4、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和反思，提升知識(shí)和能力的高度。
5、根據(jù)本地學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況，本節(jié)內(nèi)容分為兩部分，兩個(gè)教學(xué)時(shí)進(jìn)行。第一部分讓學(xué)生通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)理解機(jī)械效率，能夠?qū)ο嚓P(guān)問題進(jìn)行分析和計(jì)算，達(dá)到對(duì)機(jī)械效率的切實(shí)理解，掌握實(shí)驗(yàn)探究各種機(jī)械效率的方法，為下一節(jié)實(shí)踐探究各種機(jī)械效率做好充分準(zhǔn)備。第二部分為實(shí)踐探究課，同學(xué)們應(yīng)用上節(jié)所掌握的知識(shí)和方法及要求探究不同機(jī)械在多種情況之下的機(jī)械效率，并且進(jìn)行歸納總結(jié)，加深對(duì)機(jī)械效率的認(rèn)識(shí)理解，同時(shí)能夠利用所掌握和發(fā)現(xiàn)的知識(shí)去解決生產(chǎn)生活的實(shí)際問題。
三、 教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)和技能目標(biāo)
①理解有用功，額外功，總功，以及三者之間的區(qū)別、來源、聯(lián)系等關(guān)系。
②掌握機(jī)械效率的意義和計(jì)算方法。
③掌握通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐探究、測(cè)量和分析計(jì)算各種機(jī)械的機(jī)械效率的方法。
2、過程和方法目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)和分析，初步形象的理解機(jī)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(jī)械效率以及影響機(jī)械效率的各種因素。并且最終能夠從理論走向生活和生產(chǎn)。
3、情感和態(tài)度目標(biāo)：
培養(yǎng)學(xué)生合作的團(tuán)隊(duì)精神，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及理論實(shí)踐相結(jié)合，主動(dòng)探究尋求真理的科學(xué)精神。
四、 重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究初步理解機(jī)械效率，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算分析。
難點(diǎn)：對(duì)機(jī)械效率深入分析，掌握機(jī)械效率的影響因素，能夠區(qū)分功、功率、機(jī)械效率等容易混淆的概念和意識(shí)。掌握實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械效率的基本方法。
五、 教學(xué)設(shè)備和教輔工具
多媒體投影儀、 滑輪、細(xì)線、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、鉤碼等
六、 設(shè)計(jì)思想
本堂課應(yīng)該有以下幾點(diǎn)突出表現(xiàn)：
1、教師成為學(xué)生們學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，巧妙和高效的引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，不應(yīng)該成為知識(shí)的灌輸者，甚至教師要學(xué)會(huì)裝“不懂”讓學(xué)生教老師，體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的能力。
2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和理論相結(jié)合，首先由生活發(fā)現(xiàn)問題，通過實(shí)驗(yàn)探究歸納總結(jié)，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(chǎn)生活中。切實(shí)的體現(xiàn)物理科技知識(shí)教育的價(jià)值和意義。
3、師生之間具有良好的互動(dòng)，教師能夠切實(shí)的掌握學(xué)生對(duì)于知識(shí)和能力的把握程度，能夠隨機(jī)應(yīng)變，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式及內(nèi)容。
4、巧妙鋪墊，預(yù)留學(xué)習(xí)內(nèi)容，為下節(jié)實(shí)驗(yàn)探究做好充分的準(zhǔn)備。
七、 教學(xué)流程
1、學(xué)生課前預(yù)習(xí)
2、課堂用簡(jiǎn)明、形象的問題引入新課題
3、實(shí)驗(yàn)探究，歸納總結(jié)
4、小習(xí)題訓(xùn)練，檢查知識(shí)掌握程度
5、對(duì)機(jī)械效率深層次，高高度的理論分析，掌握測(cè)量機(jī)械效率的基本方法
6、安排課后作業(yè)，以及下節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容
7、總結(jié)
八、 教學(xué)詳細(xì)環(huán)節(jié)以及學(xué)生活動(dòng)
（一）引入新課，簡(jiǎn)單的知識(shí)構(gòu)建
1、讓學(xué)生選擇搬運(yùn)磚塊的方式引入新課
學(xué)生活動(dòng)：抽點(diǎn)學(xué)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(dá)到目的必須做的功。
額外功：為了達(dá)到目的，不得不克服其他阻礙因素所做的功。
總功：使用機(jī)械時(shí)所做的功，等于有用功和額外功的總和。
學(xué)生活動(dòng)：教師引導(dǎo)示例，利用多媒體展示圖片，學(xué)生分析運(yùn)送磚頭時(shí)的有用功，額外功、總功。
引導(dǎo)學(xué)生分析：在實(shí)際使用機(jī)械的時(shí)候，總功總是大于有用功，不得不做額外功。
3、引導(dǎo)分析機(jī)械效率
分析引入原因
①定義：有用功和總功的比值
②表達(dá)式：
③說明：
<1>: 數(shù)值用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位
學(xué)生活動(dòng)：翻看書本，找出答案回答。并且對(duì)知識(shí)點(diǎn)加強(qiáng)記憶。
（二）實(shí)驗(yàn)探究，切實(shí)體驗(yàn)實(shí)際，測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。
1、向提問如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和測(cè)量滑輪組機(jī)械效率機(jī)械
學(xué)生活動(dòng)：思考，討論和回答，教師引導(dǎo)
2、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，采集數(shù)據(jù)，分析計(jì)算，并且把各組數(shù)據(jù)公布于黑板之上。教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，進(jìn)行評(píng)估。
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