初三物理教学案例1
更新时间:2023-05-28 10:29:01 阅读量: 实用文档 文档下载
初三物理教学案例
如何提高机械效率
一、教学目标
1、知道有用功、额外功和总功含义,以及它们之间的关系。
2、理解机械效率,会用机械效率的公式进行简单计算,会测滑轮组的机械效率。
3、知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的方法和意义。
4、经历测量滑轮组机械效率的过程。
5、学习测量简单机械效率的方法。
二、教学重点、难点
重点:有用功、额外功和总功是建立机械效率的基础,而机械效率是衡量机械优劣的重要指标。有用功、额外功、总功和机械效率。概念是本节的重点。
难点:同一装备机械效率是改变的这是本节的难点。
三、教学器材
教师用:水桶、水、铁架台、滑轮组(一个定滑轮和一个动滑轮组成)、细绳、钩码(每个重为2N)、演示用弹簧测力计、演示用刻度尺。
学生用:铁架台、滑轮组(一个定滑轮和一个动滑轮组成)、细绳、钩码(每个重为2N)、弹簧测力计、刻度尺。
四、教学过程
(一)什么是有用功、额外功和总功
1.复习提问与引入.
(1)举几个力对物体做功的实例,说明力对物体做功的共同特征。
(2)如何计算功?说出功的计算公式与单位。
利用功的知识分析下面的问题。
2.问题情境 用桶从井中打水和桶掉在井中。
教师针对该情境提出一系列问题,引导学生讨论:
(1)这两个过程中,人做功了吗?人对哪些物体做功了?
(2)在人做的功中,对哪件物品做的功是我们所需要的?对哪件物品做的功是我们不想做的?
(3)不想做的那部分功可以不做吗?
3.根据学生汇报,进行总结
在做功过程中,我们需要的、对我们有价值的功,称为有用功;我们不想做而不得不做的功,称为无用功或额外功。两个过程中我们的目的不同,所以有用功也不同。额外功虽然是我们不需要的,但为了完成任务却又不得不做。
有用功与额外功的和我们称之为总功,是我们在完成任务时实际所做的功。W总=W有用+W额外。
4.练习与扩展
问题:我们在其他做功过程中是否也不得不做额外功呢?举几个身边的事例,并结合事例讨论哪些功是有用功,哪些功是额外功。
(二)什么是机械效率和如何提高机械效率
l.问题情境 如果桶重10N,从10m深的水井中打水和捞桶时都提上来50N的水,分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。
打水 捞桶
W有用 = G水 h W有用 = G桶 h
= 50N×10m = 10N×10m
= 500J = 100J
W额外 = G桶 h W额外 = G水 h
= 10N×10m = 50N×10m
= 100J = 500J
W总 = W有用 + W额外 W总 = W有用 + W额外
= 500J + 100J = 100J + 500J
= 600J = 600J
由学生回答。
2.总结 做相同的总功,我们都希望有用功越多越好,也就是有用功占总功的比例越大越好。所以我们就把有用功与总功的比值叫做机械效率。 W有用
W总 100%
3.练习 分别计算出上面打水和捞桶过程中的机械效率。
打水 W有用W总
100% 捞桶 W有用W总 100%100J
600J 500J600J 100% 100%
≈83.3% ≈16.7%
答:打水的机械效率83.3%;捞桶的机械效率16.7%。
4.讨论 以打水为例,如何提高打水时的机械效率
学生讨论后回答,总结:
方法一是在不增加桶重的前提下,增加桶中水的重量; 方法二是不增加水的重量时,减少桶的重力。
教师归纳:提高机械效率从减少额外功和增加有用功两个方面着手。
5.问题 生活中我们会使用各种简单机械来帮助完成任务,你能举几个具体事例吗?想想使用这些机械做功时,机械效率能为100%吗?为什么?
学生讨论总结:使用任何机械都要做额外功,所用任何机械的效率η<1。也就是说使用机械不仅没省功,还要多做功。
(三)研究滑轮组的机械效率
1.讨论
(1)分析滑轮组工作中的总功、有用功和额外功,说明额外功的产生原因。
(2)额外功在滑轮组的问题中是很难直接测量的。我们利用什么器材、测量什么物理量就可以求出滑轮组的有用功和总功,进而测出滑轮组的机械效率?
(3)实验中为了能准确测量各物理量要注意什么?
学生讨论后,教师根据学生的回答总结:克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功;对重物做的功是有用功,所以要测量物重和物体上升的高度;人手提拉绳子做的功是总功,所以要测量拉力和拉力移动的距离;如果拉动绳子的速度不均匀,测量拉力时弹簧测力计的示数会不稳定,因此要匀速拉动。
2.学生实验 把各小组分成两大组,组装成下图所示的滑轮组, 分别完成“活动l”和“活动2”。
活动1:用轻质塑料滑轮提重物,用铁制滑
轮提同一重物,计算机械效率。
活动2:用同一滑轮组提升不同重物,计算不同情况下的机械
效率。
4.问题 你对实验中测量滑轮组机械效率的方法有什么意见?还有其他方法吗?
总结:由于绳子自由端移动距离s和钩码提升高度h是有关系的,
即 s = nh,所以只要知道滑轮组中吊着动滑轮的绳子段数n就可以根据 W有用
W总 GhFs GhFnh GFn,计算机械效率。
(四)小结
本节课我们学习了有用功、额外功和总功的概念,还认识了机械效率,测量了滑轮组的机械效率。
(五)练习
1.请讨论:
(1)越省力的机械,机械效率越高吗?
(2)做功越多的机械,机械效率越高吗?
(3)提高了机械效率可以省功吗?
(4)做功越快的机械,机械效率越高吗?
2.机械效率越大的机械必定是( )。
A.越省力 B.越省功
C.有用功越多 D.有用功在总功中占的比例越大
3.不计摩擦,用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物上升同一高度,则机械效率最大的是( )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.一样大
4.调查我们生活中常用的各种机械的效率情况和提高效率的主要措施。
课堂教学反思:本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学,教学力求以学生的发展为本,努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境,倡导课程不只是知识的载体,也是教师和学生共同探求新知识的过程,教学不只是单纯的教与学,而是师生共同寻求发展的过程。开始的教学设计是忽略了实际中的摩擦和绳重,让同学们根据教师给出的数据计算有用功和额外功,结果导致学生形成思维定势,认为总功必须由有用功和额外功之和计算得来。因此,我将这一环节设计为实验,让同学们通过实验数据的分析和计算,得出有用功、额外功、总功的定义,加深对概念的理解,取得了较好的课堂效果。学生兴趣浓厚,情绪高涨,思维非常活跃,想法独特,在相互讨论中碰撞出智慧的火花,极大调动了参与课堂的热情,使所有的学生都积极参与到课堂中来,课堂上注重了进行情感、态度、价值观的教育。但是,这样
的设计也给课堂带来了压力,时间显得有些紧张,课堂小结很仓促,因此在课堂教学节奏的把握上还需要下功夫。
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