人教版初中物理九年级《机械效率》教学设计

人教版初中物理九年级《机械效率》教学设计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η=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
η=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
η= 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
η=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:η= W有/Q总×100% ，且Q总,m q可得出:
η= ，由此据题意:当W相同时(q是一定值), η与m成反比. 因为m甲<m 乙，所以η甲>η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) η= W有/Q总×100% (3)
将(1)、(2)带入 (3) 式后变形得到m= Pt/ηq
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。