九年级物理 机械效率教案 苏科版 .doc

第四节 机械效率

一、难点分析
1．学生在这学习了“功的原理”之后，对于“利用任何机械做功时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”印象比较深．由于受思维定势的影响，往往会认为：“机械效率”与“功的原理”是相矛盾的，从而为本节的教学设置了思维障碍．再则，本节内容中涉及的公式、物理量又较多，无形中亦增加了教学的难度．
2．由于机械效率概念涉及到“总功”、“有用功”、“额外功”等概念，而功的概念本身又比较抽象，因而要区分并理解这些概念，对初中学生来说，的确有一定的难度．要能轻松自如地解决有关机械效率的问题，关键是要真正弄清有关概念，并能正确地加以区分．
二、教学设计
一般来说，本节教材的教学，较好的教学设计有两种，一种是结合“功的原理”由习题入手，步步深入，引出机械效率等有关概念，然后再通过练习加以巩固．另一种是以实验为基础，整节课以实验为线索，通过演示、对比、分析、讨论等方法，得出机械效率有关概念，然后再通过问题讨论和练习进一步巩固所学内容．
由于初中学生的抽象思维能力较弱，而机械效率所涉及到的有关功的概念又比较抽象，因而借助于实验来组织课堂教学是十分必要的，也就是说第二种教学方法更适合初中学生的思维特点．
三、主要教学过程
1．实验设疑
用一个动滑轮提升重物．思考：动力对机械所做的功，总是等于机械提升重物所做的功吗？
实验操作步骤：
（1）用弹簧秤称出钩码重G；
（2）将钩码挂在动滑轮下，人用手将弹簧秤竖直向上拉，使钩码匀速上升，读出此时弹簧秤的示数F；
（3）用刻度尺量出钩码上升的高度h及绳子自由端（弹簧秤挂处）向上移动的距离S．
实验完成后，布置学生列表计算，计算结果表明：动力对动滑轮做的功W1大于动滑轮提升钩码做的功（等于直接用手提升钩码做的功）W2．思考：Wl不等于W2，是否说明功的原理在上述装置中不适用？
2．分析讨论
上述通过实验演示，设置问题情境的过程，就是为了让学生真正认识到利用机械做功的数值大于直接用手做功的数值，并对此有一直观而又深刻的理解，突出了“使用机械时要做额外功”这一关键问题．在此基础上，组织学生进行讨论，教师分析点拨，即可引出“三功”(总功、有用功、额外功)．
3．对比实验
为了让学生对“机械效率”的物理含义有更进一步的理解，还必须继续安排实验进行对比：
实验1：换一个动滑轮(质量较大一点)重复前述实验；
实验2：用一个“两定两动”滑轮组代替单个动滑轮重复前述实验．
参照课本实验步骤，将测得的数据填入事先设计好的表格中，并分别计算出它们的机械效率．
引导学生对比实验结果，并讨论下列问题：
（1）用不同的动滑轮做相同的有用功时，总功是否相同？机械效率是否相同？为什么？
（2）“越省力的机械，其机械效率越高”的说法对不对？
（3）“机械效率越大，功率越大”的说法是否正确？
4．归纳总结
通过了前述实验设疑，分析讨论和对比实验，学生有了一定的感性认识，也澄清了一些模糊认识，在此基础上，要引导学生进行归纳总结，逐步把感性认识上升到理性认识，从而全面正确地理解并掌握“机械效率”这节内容所涉及到的所有物理概念．
在归纳总结时，首先，必须引导学生注意机械的使用条件，因为即使对同一个滑轮组，它的机械效率的大小不仅与自身结构有关，还与提升的重物的大小等外部条件有关，这是学生极易忽视的问题，这在“测定滑轮组的机械效率”实验中要作比较详细的讨论，此外，可借助例题帮助学生理解．
其次，在得出机械效率的表达式后，要引导学生进一步讨论，让学生对此有比较全面的理解．
讨论1：η＝1，即W有用＝W总，说明功的原理是在忽略机械自重和各种摩擦的情况下，机械效率等于1的理想情况，回到前面，说明功的原理在开始装置中不适用．
讨论2：一般情况下η＜l，说明使用任何机械不能省功是功的原理的二种严格表述。
讨论3：由于人们利用机械所做的功（总功）与机械完成的功（有用功）是在同一时间内完成的，因此，有

即机械效率也等于输出功率与输入功率之比，由此亦可看出，功率大的机械，其机械效率不一定大．
最后，可以引导学生自行设计本节内容的知识框架图，从而形成知识网络，再选择一些习题让学生训练，进一步巩固所学知识．