八年级物理下册第12章 《机械效率》教案 新人教版

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情感、态度与价值 观
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。
教材分析
重 点
重点:机械效率概念
难 点
难点:测滑轮组的机械效率。
教 学 方 法
教 具 准 备
动滑轮、铁架台、钩码假设干、细绳、刻度尺、弹簧测力计、多媒体。
定滑轮和动滑轮各两个、铁架台、钩码假设干、细绳、弹簧测力计、刻度尺
学生已学习了固体压强产生的原因及影响压强的因素,并具有密度知识,这为学习液体压强打好了根底。
在我们的生活中,能体验到液体压强的事件很少,就是游泳,由于水不会太深,也难以觉察到水的压强的存在,造就了液体的压强这一知识比拟抽象。教学过程中多用现象比拟直观的实验,增加学生的感性认识,就容易接受新的知识。
★学法引导★
教学过程
导入


一、导入新课
二、进行新课
〔一〕有用功、额外功、总功
有用功:使用机械时,所做的对人们有用的功;
额外功:使用机械时,所做的对人们没有用但又不得不做的功;
总功:使用机械时,总共做的功。
〔二〕机械效率
1、概念:有用功跟总功的比值
2、表达式:
〔三〕测滑轮组的机械效率
〔四〕提高机械效率的方法
复习引入:
〔2〕能运用实验法、数据分析法归纳总结物理规律。
3.情感态度与价值观目标
〔1〕利用实验,激发学生自主探究的欲望,接受科学态度的培养。
〔2〕培养学生爱科学、用科学的意识。
〔3〕通过船闸的学习,激发爱国情怀。
★重点难点★
重点:通过实验认识液体压强的特点及影响因素,利用物理模型推导公式。
难点:液体压强与深度及密度的关系。
不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是不同的。
二、机械效率:有用功跟总功的比值
三、滑轮组的机械效率
同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。
不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是不同的
作业布置
(2) 汽车司机利用如下图的装置,把汽车从泥坑里拖出来,在这个过程中,哪局部功是有用功?哪局部功是总功?
总功W总/J
机械效率
1
2
3
注:学生实验过程中,将实验步骤及实验表格用大屏幕展示出来供学生参考。
小结:根据实验数据小结同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。
拓展:思考假设用不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是否相同?且用实验验证。〔用两定、两动的滑轮组提升与上面相同的重物〕
匀速提升10cm,读出弹簧测力计 的示数并算出此时所做的功;
实验2:用图乙所示的装置,用动滑轮将同样的钩码缓慢的匀速提升相同的高度,读出弹簧测力计的示数并算出此时所做的功;
〔二〕比拟实验1和实验2计算结果,探究使用机械能能否省功?
〔三〕分析使用机械不但不省功,而且费功的原因:
注:此时老师反复演示用滑轮提升物体,给学生以暗示。
注:一个同学到黑板板演,其余同学在下面做。
拓展:机械效率的变形公式:
2、组织学生汇报、讨论、交流课前收集的常见机械的机械效率值,同时老师用课件展示。
1、 提出问题:要测如下图滑轮组的机械效率,需要哪些器材?需要测哪些量?
2、组织学生检查器材是否齐全。
3、按照步骤进行实验:
〔1〕按照图示安装滑轮组,算出钩码的重力并记下钩码和弹簧测力计的位置。
★Baidu Nhomakorabea时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入〔约2分钟〕
1.如以下图所示,木块放至杯底,木块因受重力作用,对杯底有压强;假设向杯中倒入水,水对杯底有压强吗?__________,方向,产生的原因是________________。
2.杯子中的水,如果杯壁突然消失,会出现什么情况?说明水具有性。有杯壁的存在为什么水就不流散呢?说明杯壁对水力的作用,同时水对杯壁力的作用,即,水对杯壁压强,产生的原因是。
2、让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程,既能激发他们的学习兴趣,又能增加实践体验。
3、让学生课前收集有关机械使用历史开展的资料,通过汇报、讨论、交流等多种形式,认识机械的使用对社会开展的作用,表达了“注意学科渗透,关心科技开展〞的课程理念。
4、对测滑轮组机械效率的教学,除了按照课本设计的内容进行了实验,总 结出了同一滑轮组的机械效率随所提升重力的增加而升高的结论,同时还补充了不同的机械提升同一物体的机械效率不同的问题更有利于学生知识体系的完整,对后续处理相关习题也很有好处。
液体的压强
★整体设计说明★
通过复习放在水平面上的固体的压强产生的原因,提出新问题:液体也受重力,在容器中的液体对容器底有没有压强呢?继而用实验来直观地观察液体产生的压强,再对液体的压强产生的原因及影响液体压强大小的因素展开讨论与探究,最后进行整理总结。这样的安排使知识学习过程过渡自然,不是突兀地提出液体的压强,并能自然地了解液体压强产生的原因;对影响液体压强大小的因素的实验探究,使学习过程成为在探究中学习的过程,既学到知识,又培养学生的探索能力和协作精神。
由于目的是捞桶,故提桶做的功是有用功,提水做的功是额。
有用功的计算方法:
W有=Gh;
总功的计算方法:
W总=FS
W总=FS
=80N×27m=2160J
W有=Gh
=200N×9m=1800J.
W额=W总-W有
=2160J-1800J
=360J
W有=fS,其中f代表物体与接触面的摩擦力,S代表物体水平移动的距离。
计算直接用弹簧测力计提升钩码所做的功:W=Gh
=1N×0.1m=0.1J
计算用动滑轮提升钩码所做的功:
W=FS
=0.6N×0.2m=0.12J
不省功;〔且费功〕
以小组为单位交流、讨论、分析:使用机械时,不仅对提升物体做了有用的功,同时还要对动滑轮的重以及摩擦做额外的功。
由于目的是提水,故提水做的功是有用功,提桶做的功是额外功。
机械效率
教学目标
〔知识与能力;过程与方法;情感态度与价值观〕
知识与技能
〔1〕能结合实际实例认识什么是有用功、额外功和总功;
〔2〕理解机械效率的概念,知道机械效率是小于1的,能用机械效率的公式进行简单的计算。
过程与方法
通过经历测量滑轮组的 机械效率的过程,了解滑轮组机械效率的上下与物体重力的大小有关。
器材:定滑轮、动滑轮各一个,弹簧测力计、钩码、细绳、刻度尺、铁架台。
需测的量:钩码的重G,钩码被提升的高度h,拉力F和绳端移动的距离S
学生检查器材是否齐全
小组同学交流合作,按照步骤进行实验,
并将实验数据填入表格。
分析原因:同一滑轮组,额外功一定,所提升的重力越大,有用功占总功的比越大 ,故机械效率越高
过渡语:使用机械时,机械效率越高越好,那么如何提高机械效率呢?
组织学生从影响一个机械的机械效率上下的影响因素额外功的角度,提出提高机械效率的方法。
复习回忆:1、使用杠杆、滑轮均可以省力。
2、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,那么这个力就对物体做了功 ;
功的计算公式:W=FS
2、起重机的有用功占总功的比值小于抽水机的有用功占总功的比值;但是起重机做的有用功不一定比抽水机做的有用功
少,而起重机做的总功不一定比抽水机做的总功多。
〔2〕机械效率总小于1且无单位。
〔3〕求解机械效率的思路:先求有用功:W有=Gh或W有=fS
再求总功:W总=FS;最后求机械效率:
例题:用一个动滑轮把500N的重物 提高1m,所用的拉力是300N,在此过程中有用功为多少?总功为多少?动滑轮的机械效率为多少?
〔2〕匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升 ,读出拉力F的值,并用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S.
〔3〕算出有用功W有,总功W总,机械效率,并填入表格。
〔4〕改变钩码的数量,再做两次上面的实验。
实验表格:
次数
钩码的重力G/N
提升的高度h/m
有用功
W有/J
拉力F/N
绳端移动距离S/m
自学与互学 总结归纳 实验探究
★三维目标★
1.知识与技能
〔1〕了解液体内部存在压强及液体内部压强的方向。
〔2〕了解液体压强的大小跟什么因素有关,知道计算液体压强的公式。
〔3〕认识液体压强的实际应用——连通器,了解生活和生产中的连通器。
2.过程与方法
〔1〕通过探究串联、并联电路电压的关系,体验科学探究的过程,领会科学研究的方法。
(一)、提出复习内容:
1、使用杠杆、滑轮各有什么好处?
2、什么是功?功的计算公式?
〔二〕在复习的根底上提出问题:使用机械能够省力,能否省功呢?引入课题:本节课我就来研究这个问题,板书课题。
在引入〔使用机械能能否省功?〕的根底上,演示课本12.3-1实验。
甲 乙
〔一〕进行实验:
实验1:用图甲所示的装置,用弹簧测力计将重为1N的钩码
〔一〕液体压强的特点
1.探究液体是否存在压强〔约4分钟〕
教师:请同学们设计一个实验或装置,能够直观地观察到液体有没有压强。提示:利用力的作用效果。方案1:利用力可以改变物体的运动状态;方案2:利用力可以使物体发生形变。〔2分钟左右的讨论,学生有没有设计出方法或装置不要紧,关键是给学生一个思维的时间与空间,对有效思路给予以表扬〕
有用功跟总功的比值叫做机械效率。
表达式为:
由于使用各种机械时,不可防止的要做额外功,因此有用功占总功的比一定小于1;而功比功单位消掉,故无单位。
求解:W有=Gh=500N×1m=500J
W总=FS=300N× 2m=600J
= 500J/600J=83.3℅
展示课前准备的常见机械的机械效率值。
以小组为单位交流、讨论,得出结论:
不相同。因为有用功一定,额外功不同。
并用实验验证。
改良结构,使之更合理,更轻巧;并在使用中经常保养,使其处于良好的状态
板书设计
第三节 机械效率
一、有用功、额外功、总功
有用功:使用机械时,所做的对人们有用的功;
额外功:使用机械时,所做的对人们没有用但又不得不做的功;
总功:使用机械时,总共做的功
同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。
点拨:公式W有=Gh中,G代表物体重力,h代表物体升高的高度;
公式W总=FS中,F代表施加在杠杆上的力,S代表该力移动的距离。
应用练习:用如下图的滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,所用的拉力为80N,那么总功为;有用功为,额外功为 。
点拨:绳端移动的距离为27m.
〔六〕拓展:假设水平方向拉动物体,有用功如何计算?
2、一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?起重机在哪些方面消耗了额外功?
3、起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?
教学反思
1、本节课通过用动滑轮提升物体来分析有用功、额外功和总功,更能使学生真正认识机械效率的含义。
★教材分析★
本节内容是压强在液体中的表现。学生在生活中体验较少,已有的感性认识少,使得本节知识比拟抽象,加上学习本节内容需要用到密度和重力的知识,对学生来说难度较大。液体压强是固体压强知识的延深,并是浮力产生的原因,起到承前启后的作用,因而要重视本节的教学。
★教法建议★
探究、实验、分析讨论法。
★学情分析★
过渡语:既然使用各种机械做功时,不可防止的要做额外功,而人们又希望比拟有用功占总功的比例,因此引入了机械效率的概念。
1、组织学生看书“机械效率〞的概念及表达式。
点拨:〔1〕“机械效率〞的含义:机械效率反映的是有用功跟 总功的比值的上下,而不是有用功或总功的大小。并举例说明:
如:起重机的机械效率为40℅,抽水机的机械效率为60℅.也就是说1、起重机做功时有用功在总功中占有40%,另外的60%是额外功.抽水机做功时有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功.
讨论过后,展示老师采用的装置,如以下图。玻璃杯的底是用橡皮膜来制作的。倒入水后,如果有压强,橡皮膜将发生形变〔侧橡皮膜先不提及,实验时将它背向学生〕。
3.如果水的压强只是向下或侧向的,如以下图所示,那么浸在水中的物体〔“一定〞或“不一定〞〕向下运动而不向上运动,浸在水中的物体都是下沉的吗?说明什么?
【设计意图】利用知识的迁移能力,合理推理出结论,使学生有成就感,激发学生的兴趣,同时锻炼了学生的分析推理能力、知识迁移能力,又为学习浮力打下根底。
二、新课讲解
〔四〕在实验及分析的根底上,给出有用功、额外功、总功
的概念。
小试身手----稳固练习:
1用水桶从井中提水的时候,所做的功哪局部是有用功?哪局部是额外功?
2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,这种情况下哪局部是有用功,哪局部是额外功?
点拨:W总=W有+W额
〔五〕在上面实验、计算及分析的根底上,引领学生总结有用功、总功的计算 方法。
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