资源简介

《12.4机械效率》
一、教材分析
《机械效率》这一章节在物理教材中占据着重要地位，它不仅是对前面力学知识的综合 运用，也是深入理解能量转化与守恒定律的桥梁。教材通过介绍有用功、额外功和总功的概 念，引导学生理解机械效率作为衡量机械性能优劣的重要指标。通过实例分析(如滑轮组提 升重物),让学生直观感受到在实际应用中，机械效率受到多种因素(如机械自重、摩擦等) 的影响，从而培养学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。教材设计注重理论与实践相 结合，鼓励学生通过实验探究，加深对机械效率概念的理解，为后续学习更复杂的能量转换 过程打下坚实基础。
二、学情分析
学生在进入《机械效率》学习前，已具备一定的力学基础，包括功、功率等概念的理解， 这为学习机械效率提供了必要的知识储备。然而，对于“效率”这一抽象概念，学生可能缺 乏直观感受，难以立即将其与机械性能联系起来。此外，学生在理解有用功、额外功的区分 以及它们如何影响机械效率时，可能会感到困惑。因此，学情分析显示，教学中需注重概念 的清晰阐述和实例的生动展示，通过小组讨论、实验探究等多种教学手段，激发学生的学习 兴趣，帮助他们逐步构建起对机械效率的全面认识。
三、教学目标
物理观念：
理解机械效率的概念，掌握有用功、额外功、总功的定义及其相互关系。
科学思维：通过实验探究，体验测量和计算机械效率的过程，培养实验操作和数据分析 能力，通过小组讨论和合作学习，培养学生的交流沟通能力和团队协作精神。
科学探究：能设计实验，测定滑轮组的机械效率。
科学态度与责任：根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题
四、教学重难点
重点：机械效率的概念、计算公式及其实验测量方法。
难点：理解有用功、额外功、总功的关系，以及影响机械效率的因素。
五、教学准备
教具准备：滑轮、钩码、弹簧秤、刻度尺、细线、铁架台等实验器材。
多媒体准备：PPT 课件、实验视频等辅助教学材料。
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 老师：同学们，大家好! 今天我们将一起学习一个非常 激发学生进一步进行 课内探究的兴趣 让学生通过对学过的知 识回顾，对本节课做铺
有趣的物理概念——机械效 率。在我们的日常生活中，无 论是搬运重物还是进行各种机 械操作，都会涉及到效率的问 题。那么,什么是机械效率呢 让我们一起来探索吧! 复习旧知： 老师：首先，我们来复习 一下之前学过的知识。同学们， 谁能告诉我什么是功 学生A:功是力和在力的 方向上移动的距离的乘积。 老师：非常好!那么,什 么是功率呢 它的物理意义是 什么 学生B:功率是单位时间 内完成的功，它表示做功的快 慢。 老师：非常准确。接下来， 我们再回顾一下功的原理，它 告诉了我们什么 学生C:使用任何机械都 不省功，即使用机械做的功等 垫。
于直接用手做的功。 引入新课： 老师：很好，同学们对功 和功率的理解都很到位。那么, 既然使用机械不省功，我们为 什么还要使用机械呢 (学生思考) 老师：对，使用机械的主 要目的是为了省力或者使工作 更方便。但是，在省力或方便 的同时，我们也需要考虑机械 的效率问题。那么,什么是机 械效率呢 (板书：机械效率) 老师：机械效率是一个描 述机械性能优劣的重要物理 量。它表示的是有用功在总功 中所占的比例。那么,什么是 有用功、额外功和总功呢
课内探究 一、学习有用功、额外功、 总功的概念 老师：首先，我们来看有 用功。有用功是指我们为了达 指导学生对实际情况 中三种机械功进分析 讨论，掌握实际情况 下的分析方法。 培养学生合作意识。教 师提示：提升钩码可以 直接用手也可以借助机 械
到目的而必须做的功。比如， 我们用滑轮组提升沙袋，我们 的目的就是提升沙袋，所以提 升沙袋所做的功就是有用功。 老师：接下来，我们看额 外功。在使用机械的过程中， 除了有用功之外，我们还会做 一些不必要的功，这部分功就 叫做额外功。比如，用滑轮组 提升沙袋时，滑轮本身也会受 到拉力的作用而上升，这部分 对滑轮做的功就是额外功。 老师：那么,总功又是什 么呢 总功就是有用功和额外 功之和。它表示我们实际做的 总功。 二、机械效率的概念 老师：现在，我们来看机 械效率。机械效率是描述机械 性能优劣的重要物理量，它表 示有用功在总功中所占的比 例。用公式表示就是：n=W有 /W总。
老师：机械效率通常用百 分数表示，它没有单位。因为 有用功和总功的单位都是焦耳 (J),所以相除的结果是一个 比例值。 三、实验探究：测量滑轮 组的机械效率 老师：接下来，我们通过 实验来测量滑轮组的机械效 率。首先，我们需要明确实验 目的和实验原理。 老师：为了完成这个实验， 我们需要准备哪些器材呢 学生D:重物、支架、细 线、滑轮、弹簧测力计、刻度 尺等。 老师：很好!现在，我们 一起来看实验步骤和注意事 项。 (老师详细讲解实验步骤 和注意事项，包括如何测量有 用功、额外功和总功，如何读 取和记录数据等)
实验过程： (老师指导学生进行实 验，学生分组操作，记录数据) 数据分析： 老师：同学们，现在我们 来分析实验数据。请大家观察 表格中的数据，看看有什么发 现 学生E:我发现当动滑轮 重一定时，随着钩码的重力增 加，机械效率也在慢慢增加。 老师：非常棒!这个发现 正是我们今天要学习的重点之 一。当有用功在总功中所占的 比例增加时，机械效率就会提 高。这也说明了，在选择机械 时，我们应该尽量选择那些能 够减少额外功、提高有用功比 例的机械。
思维延伸 总结归纳： 老师：通过今天的学习，我们 了解了有用功、额外功和总功 的概念，以及它们之间的关系。 倾听、思考 让学生通过画思维 导图的形式总结概括本 节课的收获，更有利于 激发学生学习化学的兴
我们还学习了机械效率的概念 和计算方法，并通过实验测量 了滑轮组的机械效率。希望同 学们能够掌握这些知识，并在 实际生活中加以应用。 课后作业： 老师：最后，我给大家布置一 个课后作业。请大家思考一下， 在我们日常生活中，还有哪些 机械可以提高效率 请举例说 明，并尝试计算它们的机械效 率。下节课我们一起来分享和 交流。 趣，有利于学生发散思 维的打开。
课堂小结 学生讨论小结，互相补充回忆 巩固本节课知识，进一步夯实 基础提升能力。 对所学知识进行巩固
七、教学反思
在《机械效率》的教学过程中，我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。通过引入 生活实例和动手实验，学生不仅加深了对机械效率概念的理解，还学会了如何运用所学知识 解决实际问题。同时，我也意识到在讲授抽象概念时，需要更多的耐心和细致，采用多种教 学手段(如图表、动画)帮助学生建立直观印象。此外，鼓励学生积极参与课堂讨论，提出 自己的疑问和见解，有效促进了学生的主动学习。未来教学中，我将继续优化教学设计，注 重培养学生的探究精神和创新思维，让物理课堂更加生动有趣，更加贴近学生的实际生活。

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