初中物理九年级机械效率教学设计.doc

让学生的创新思维在生活的教育化中闪光人教版小初中物理九年级机械效率教学设计内容简析机械效率是初中物理力学部分的重要内容,同时又是九年级物理第十四单元知识的重点。通过本节课的学习可以加深对功的原理的理解,是物理知识与生活实际联系的范例,是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一体的、充分为学生提供实践空间和方法的课,其中有用功、额外功、总功是本节课的难点,机械效率是本节课的重点。目标定位学生在前一节的学习中已对“功”有一定的认识，并且在日常生活、学习中也体会到“效率”的问题，为这节教学的开展和知识的理解奠定一定的基础。一、知识目标1了解什么是有用功、额外功、总功。2理解机械效率的概念，会利用机械效率的公式=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率总小于1。3知道提高机械效率的意义和主要方法。二、能力目标1、从生活实际出发，通过体验使用机械做功的过程,加深对有用功、额外功、总功的理解,培养分析问题、解决问题的能力。2、通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习设计实验方案及根据实验数据分析、归纳简单的科学规律。三、情感目标 1、培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣。让学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。2、在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力。3、密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活的科学态度。方法阐释 通过上一节功的学习,学生已经知道了功的原理:使用任何机械都不省功,但是并不能深刻理解这句话,本节课就是要进一步的加深对功的原理的理解,理解不省功的原因,通过学习能识别在使用机械时的有用功、额外功、总功。由于有用功、额外功和总功较抽象,学生不易理解,是本节课的难点,通过实例由学生自己体验、分析、计算使用动滑轮时所做的功,加深对功的原理的理解,同时也使有用功、总功、额外功的概念由抽象变得具体,有利于难点的突破,也使机械效率的教学变得水到渠成。探究器材 演示器材：铁架台、滑轮、绳子、大小桶各一个。课件：PPT分组准备：每4人一组，共15组（木块、木板、小车、刻度尺）教学流程 一、创设情景，提出问题利用动滑轮将同重的沙子提到相同的高度，有大小两个桶，你准备选择哪一个？说出你的理由。学生发表自己的看法。（这里老师有一个预设:学生可能会从力的角度考虑，而不会从功的角度考虑，尽管刚刚学完功。如果学生想不到的化，师追加一问：还有没有其他的选择方法及理由？由此引出新课。）【设计意图】让学生开动脑筋，结合已有的知识发表自己的见解，既调动了学生学习积极性，又培养了学生分析问题的能力。二、课上交流知识点一：有用功、额外功、总功在学生讨论交流达成共识：使用小桶好后，幻灯片出示问题1想想议议（1）上述实验最终的目的是什么（2）滑轮对哪些物体做了功（3）哪些功是必须做的？哪些功是并非我们需要而又不得不做的功？（师板书）有用功、额外功及总功的定义【设计意图】根据学生的分析引出三种功的名称,引导学生给出有用功、额外功、总功的定义。由学生的回答给出定义,有利于学生理解三种功。2.分析问题用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？【设计意图】加深学生对有用功和额外功的理解。知识点二：机械效率1.数字计算，回扣开头分别计算利用大小桶所分别做的额外功及有用功、总功。并看一看两种方法中有用占总功的比值，由此引出机械效率。2.阅读探究（幻灯片出示要求）阅读课本108页下方及109页上方，5分钟后完成下列问题：（1）机械效率总是 1，为什么？有没有单位？（2）实际的生产、生活中人们都有哪些提高机械效率的方法？（3）仿做例题3.练习：(1).某起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？(2). 起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是34000J，起重机的机械效率是多少？4.了解一些常见机械的效率（幻灯片出示一些图片及数值）起重机：40%50%；滑轮组：50%70%；抽水机：50%80%柴油机：28%40%【设计意图】以上四个问题环环相扣、层层递进。较好的体现了 “教学要联系生活”的理念。从生活实际出发，通过计算、阅读、应用、了解，培养了学生探索日常生活中的物理知识的兴趣及解决问题的能力。通过了解一些常见机械的效率（回归生活）又扩展了学生的视野。知识点三：探究斜面的机械效率1、先让学生猜想：使用斜面时的省力程度和机械效率跟什么因素有关？2、学生自主探究：斜面的机械效率要求：小组讨论，设计实验的方案。选择桌面上的器材进行实验。在学生讨论如何设计实验方案时用幻灯片出示“两议一表”。“两议”的内容是（1）本实验需要测出哪些物理量？用什么测？如何测？（2）如何改变斜面的倾斜程度？“一表”是指将测量的结果记录在表格中。【设计意图】这里设计 “两议一表”是为凸出探究的目的性及学生实验的高效性， 以上问题全由学生讨论、回答、补充、演示，充分发挥了学生的主体意识。3. 教师帮助学生总结影响斜面的机械效率的因素4.引导学生从理论到实际，分析提高机械效率的方法。指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。（改进机械结构，对机械经常保养，减小摩擦等）【设计意图】理论联系实际，培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践的意识。三、小结与测试1.学生分组讨论，总结本节所学，有哪些收获？2.列举生活中你使用的部分机械，想想：是否存在机械效率的问题？怎样提高机械效率？并结合自己的学习实际，谈谈如何提高学习效率？【设计意图】让学生有表现自我的机会，并且发现学习过程中出现的问题，从而使老师及时了解学情。让学生将所学知识应用到实际生活中去。拓展学生的思维空间。教有所思 1.本节课的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。以往的教学我基本上都是采用课本107页的想想议议，在算出三种方法中的有用功、额外功、总功后，再学习机械效率、提高机械效率的方法。由于一开始就计算而且需要计算三种方法中的有用功、额外功与总功，计算多、用时多。课后从学生反馈情况来看，有百分之六十学生能独立做习题，其余大部分学生关键是搞不清什么是有用工和额外功，故无法解决问题。根据这种情况我认为让学生理解有用功，额外功及机械效率是本节课的关键。所以本节课的一开始的教学设计我改变了以往的思路：降低难度，层层递进。先是忽略了实际中的摩擦和绳重,让学生们根据自己已有的经验作出分析，在明白之所以选择用小桶是因为作的额外功少之后，利用老师给出的数据计算有用功和额外功,分析的基础上引出机械效率，加深了对概念的理解,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。2.本节课还有一个闪光点：以往在探究斜面的机械效率时，我是把探究的全过程一一给学生展示出来:提出问题，进行猜想，设计实验，尤其是设计实验，老师在这里的引导语言特别啰嗦。进行实验，记录表格，分析结论等。结果用时很长，效果也不好。经过改进，突出探究的重点：设计实验。为凸出探究的目的性及学生实验的高效性，这里我设计了 “两议一表”，较好的达到了“省时高效”的目的。链接概念辨析 辨析“效率”与“功率” “效率”与“功率”是初中物理中两个“形似”的概念，大多学生不能正确区分。 笔者根据教学中的点滴体会 ，引导学生从两个方面进行辨析，收到了较好的效果。一、 辨析三个“效率”现行初中物理教材中出现了三个“效率”,它们是机械效率、热机效率、炉子的效率。其区别是：机械效率是指各种机械在做功时 ，所做的有用功和外力对机械所做的总功的比值。其表达式可写为=W有/W总 100% 。热机效率是热机工作时用来做有用功的能量和燃料完全燃烧时放出能量之比，它反映的是各种热机利用内能做功的一种性能。其表达式可写为 = W有/Q总 100% 。炉子的效率是指有效利用的热量和燃料完全燃烧放出的热量之比，它反映的则是炉子利用内能加热时内能的利用率。其表达式可写为=Q有/Q总 100% . 从表达式可看出：机械效率是功之比，炉子的效率是热量之比，热机的效率是功与热量之比。由于功和热量都是能量变化多少的量度，所以三者在实质上都还是指能量之比。二、 辨析效率与功率对于效率与功率，有以下几方面区别：1、 定义上（公式）2、 意义上3、 单位上4、 决定因素上例题1做同样多的功，甲柴油机用3小时，消耗掉2千克柴油，乙用2小时消耗掉3千克的柴油，下列说法正确的是（）A 甲功率大，效率高 B 甲功率大，效率低C 乙功率大，效率高 D 乙的功率大，效率低分析：由功率公式：P=W/t 知W相同时，P与t 成反比。因为t甲 t乙,所以p甲p乙 。由热机效率公式：= W有/Q总100% ，且Q总m q可得出：= ，由此据题意:当W相同时（q是一定值）, 与m成反比. 因为m甲乙。故答案是D功率与效率原本没关系，但在一些特定的条件下，也可能有联系。例题2两台柴油机，甲的功率是乙的功率的1.5倍，甲的效率是20，乙的效率是25，那么甲乙两台柴油机每小时消耗的油量之比为（ ）A15:8 B 6:5 C5:6 D 8:15分析：W有Pt (1) Q总m.q (2) = W有/Q总 100% (3)将(1)、(2)带入 (3) 式后变形得到 m= Pt/q 所以 m甲/m乙 故答案选A 三、总结与应用对于“形似”的概念,遇到”吃不准”的情形,比较稳妥的解决方法是:辨别出各自的定义、公式（或表达式）,并根据题意采用控制变量法加以分析比较。此种方法还可用于其他“形似”的概念，如速度与密度等。