资源简介

1056640012192000教 案
教学基本信息
课题
测量滑轮组的机械效率
学科
物理
学段：初中
年级
初二
教材
书名：义务教育教科书物理八年级下册
出版社：北京师范大学出版社 出版日期：2015年12月
教学目标及教学重点、难点
教学目标：
通过测定滑轮组的机械效率，体会测量性实验的设计思路；通过对实验数据的分析与处理，学会测滑轮组的机械效率，了解影响机械效率的有关因素，认识提高滑轮组机械效率的方法和意义。
通过实验活动中组装滑轮组以及分工测量的活动，认识到交流与合作的重要性，在提升学生实验观察与归纳总结的能力的同时，深入体会使用机械中能量的多余消耗，渗透能量观念。
教学重点：
经历测量滑轮组的机械效率的实验过程
探究影响滑轮组机械效率的因素
教学难点：
对实验数据的分析处理过程
探究影响滑轮组机械效率的因素
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
测量滑轮组的机械效率
实验原理：
false
滑轮组的选择
分析需要测出哪些物理量：T、h、F、s
实验器材：弹簧测力计测量、刻度尺、如图所示滑轮组；
实验器材的组装：
用细线缠绕动滑轮时，动滑轮特别容易翻滚脱槽，怎样克服这个困难呢？
先把钩码挂在动滑轮上，使滑轮组的整体重心降低到滑轮的轴心以下，这样整个装置就比较容易组装了
实验数据的测量方法：
怎样用弹簧测力计测量T、F？
测量这两个数据是为了计算有用功和总功提供证据，所以一定是在弹簧测力计竖直向上匀速运动的过程中读取数据，这就要求提升时要缓慢移动，同学之间配合操作。
怎样用刻度尺测量h、s？
先把钩码（的上沿或下沿）放到刻度尺某一整数刻度处,读出重物的初位置，同时用色笔在细绳的适当位置做标记，读出绳端的初位置，向上拉动弹簧测力计后，再读出重物的末位置和绳端的末位置，重物两次位置差即为钩码上升的高度，细绳两次位置差为绳端移动的距离。
测量性实验的规范步骤：
实验原理分析、实验器材选组、实验器材组装时的注意事项、实验数据的准确采集，通过这些步骤的一一分析，为学生进行实验做好前期的准备工作，并利用问题的形式将实验中所遇到的问题厘清。同时让学生体会到实验中要注意分工合作，体现小组成员之间要发挥的合作精神。
实验步骤：
（1）将弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出提升钩码所用拉力T并记录在数据表格中。
（2）如图甲所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。
（3）更换不同的钩码，用同一滑轮组提升，将测量数据T、F、s、h记录到数据表格中。
（4）利用公式计算滑轮组的机械效率η，并将η值记录在表格中。
将实验步骤的规范书写呈现出来，让学生学会规范的描述方法和语言。
影响滑轮组机械效率的因素
使用同一个滑轮组时
a．分析实验数据，得出使用同一个滑轮组时，机械效率与提升重物的拉力T有关，拉力越大，机械效率越高；
b．进行理论分析：
通过对公式的推导，得到机械效率的变形式，然后利用数学手段讨论增大T后，导致机械效率增大的原因。
换用另一个动滑轮后测出的实验数据，
a．进行分析，发现拉力T相同时，不同滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关；
b．进行理论分析：产生额外功的原因
3．进一步分析影响滑轮组机械效率的因素，利用如图所示是四组实验，通过实验数据进行分析：
影响滑轮组机械效率的因素有：绳重、动滑轮重、提升不同重物的拉力、摩擦等。
4.如何提高机械效率？
进一步培养分析数据进行论证的能力，并总结出提高机械效率的方法。
小结
从W有、W额两个方面分析η的影响因素
2.使用不同的机械“费” 功性能——η可相同、可不同；
3.使用同一机械“费” 功的性能也可不同——η可变；
4. 使用同一机械，提升物重所需的拉力T越大，性能越好——η越大。
总结本节课的主要内容。
思考
思考1.在测量滑轮组机械效率的实验中，如果不用刻度尺进行重物提升高度h和绳端移动距离s的测量，能否完成实验？
解释机械效率的变形公式：
思考2.越省力的滑轮组，它的机械效率就越大，这样的观点是否正确？
思考3.同一滑轮组，被提升的物体重力G越大，机械效率η就越高。这样的观点是否正确？
思考4.“不计绳重、摩擦和阻力，只考虑动滑轮自重”，这样的条件对解题有什么优越性？
通过四个思考问题，将机械效率的理解进一步深化，提升对公式变形的推导能力和利用公式进行分析论证的能力。
练习
（1）图1甲是小欣测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A＇位置匀速竖直上升到B＇位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图1乙所示。请你根据小欣做的实验完成下列问题：（g取10N/kg）
①弹簧测力计的示数是 N；
②钩码上升的距离是 cm；
③拉力F做的功是 J；
④动滑轮的机械效率为________。
（2）实验台上有组装好的实验装置，如图2所示。另外还有质量均为50g的钩码一盒（十个）、质量不同的滑轮三个（图中未画出）。小丽用上述实验装置和器材进行实验，实验数据如表一、表二所示。
表一：
19558011430序号
动滑轮重 G动/N
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离 s/m
机械效率
η/%
1
0.1
0.5
0.2
0.34
0.4
73.5
2
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3
3
0.1
2
0.2
1.1
0.4
90.9
序号
动滑轮重 G动/N
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离 s/m
机械效率
η/%
1
0.1
0.5
0.2
0.34
0.4
73.5
2
0.1
1
0.2
0.6
0.4
83.3
3
0.1
2
0.2
1.1
0.4
90.9
序号
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳的拉力F/N
绳端移动距离 s/m
机械效率
η/%
1
2
0.2
1.1
0.4
90.9
2
2
0.2
1.15
0.4
87
3
2
0.2
1.2
0.4
83.3
195580176530
表二：
①分析表一中数据，小丽认为：对于同一动滑轮，所提升的钩码越重，机械效率越 。
②分析表二中数据，你的结论是：提升相同钩码时， 。
③分析表中数据可知，F≠false，排除测量因素的影响，主要原因之一是： 。
3397253710305图2
30
20
10
0
cm
40
50
60
70
0
1
N
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
图2
30
20
10
0
cm
40
50
60
70
0
1
N
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
强化对本节课实验探究问题的理解。

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