PAGE機械效率（教學設計）-2024-2025學年人教版物理八年級下冊教學設計教學內(nèi)容（1）本節(jié)課的主要教學內(nèi)容是機械效率及其相關概念。（2）本節(jié)課主要介紹了有用功、額外功、總功和機械效率等知識點。通過對實際例子的分析，學生可以理解不同類型的功如何構成總功，并進一步掌握機械效率的定義和計算方法。（3）通過學習本節(jié)課，學生能夠結合實例區(qū)分有用功和額外功，并利用機械效率公式進行簡單計算。此外，學生還能通過實驗探究滑輪組機械效率的影響因素，從而提高解決實際問題的能力。教學目標（1）物理觀念：理解有用功、額外功和總功的概念，并能結合實際情境進行區(qū)分和分析。（2）科學思維：通過實驗探究滑輪組的機械效率，培養(yǎng)邏輯推理和問題解決能力，理解機械效率的計算方法及其影響因素。（3）科學探究：通過動手實驗，掌握測量滑輪組機械效率的實驗步驟，提升實驗設計和數(shù)據(jù)處理能力。（4）科學態(tài)度與責任：在實驗過程中培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，理解機械效率在實際應用中的重要性，增強節(jié)能意識。教學重點（1）理解并區(qū)分有用功、額外功和總功，能夠在實際情境中分析并計算這些功。（2）掌握機械效率的概念，能夠運用公式計算機械效率，并理解其在實際應用中的意義。教學難點（1）理解并區(qū)分有用功、額外功和總功的概念，并將其應用于實際情境中。（2）設計并實施實驗來測量滑輪組的機械效率，分析實驗結果并理解影響機械效率的因素。教學方法講授法、實驗演示法、問題驅(qū)動法、合作學習法教學準備（1）多媒體投影儀和電腦，用于展示圖片、實驗步驟及數(shù)據(jù)記錄表格。（2）實驗器材：彈簧測力計、鉤碼、動滑輪、細繩、刻度尺。（3）《人教版物理八年級下冊》教材，用于參考課文相關資料。教學活動及主要語言一、導入新課教師活動：展示兩張圖片，一張是工人直接用手搬運重物，另一張是使用滑輪組搬運同樣的重物。提問學生：直接用手做的功與使用機械做的功相同嗎？（生：不同。）學生活動：觀察圖片，思考并回答問題。（生1：直接用手搬可能更費力一些。）（生2：使用機械可能會省力一點。）設計意圖：通過設問和展示圖片，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生思考機械與人力做功的區(qū)別。二、講授新課一、有用功和額外功教師活動：演示實驗：用彈簧測力計將鉤碼緩慢提升一定的高度，計算拉力所做的功（W1）。（圖甲）提問：你能計算出拉力所做的功嗎？（生：W1=F1h）教師引導：請同學們思考一下，這里F1是什么力？h是什么？（生：F1是拉力，h是提升的高度。）演示實驗：用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢提升相同的高度，再次計算拉力所做的功（W2）。（圖乙）提問：這次的拉力和做的功是多少？（生：W2=F2s）教師引導：請同學們比較兩次實驗的結果，看看有什么不同。（生：使用動滑輪時，拉力變小了，但移動的距離變長了。）分析實驗結果：讓學生分析兩次所做功，引出有用功和額外功的概念。提問：兩次實驗中，哪次做的功更有用？為什么？（生：直接用手做的功更直接，但用了更多的力氣。）教師解釋：在直接用手提升鉤碼的情況下，所有的功都用來克服重力，這部分功是有用功。而在使用動滑輪提升鉤碼的情況下，除了克服重力外，還需要克服摩擦和其他阻力，這部分功是額外功。講解概念：有用功：對人們有用的功，即克服物體的重力所做的功。（W有=Gh）額外功：對人們沒有用但又不得不做的功，即克服摩擦、機械自重所做的功。（W額=W總-W有）教師舉例：比如用水桶從井中提水的時候，提水的部分是有用功，而提水桶本身的部分是額外功。應用實例：提問：如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？（生：有用功是把桶撈上來，額外功是帶出來的水。）引出總功的概念：總功：有用功與額外功的和。（W總=W有用+W額=Fs）教師引導：總功是所有需要做的功的總和，包括有用功和額外功。我們可以用公式W總=W有用+W額來表示。學生活動：觀察實驗，計算拉力所做的功。思考并回答問題，辨別有用功和額外功。聽取講解，理解有用功、額外功和總功的概念。設計意圖：通過實驗讓學生直觀地感受到有用功和額外功的區(qū)別，并通過具體實例加深理解。二、機械效率教師活動：引入概念：在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好，即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。（η=W有用/W總）教師引導：我們可以通過計算機械效率來評估機械的性能。分析例題：例如：某滑輪組提升重物，G=100N，h=2m，F(xiàn)=40N，s=5m，求該滑輪組的機械效率。先計算有用功：W有用=Gh=100N2m=200J再計算總功：W總=Fs=40N5m=200J最后計算機械效率：η=W有用/W總=200J/200J=1或100%教師引導：機械效率通常用百分比表示，范圍在0到100%之間。舉例說明：起重機：一般在60%~80%之間。抽水機：一般在50%~70%之間。教師解釋：機械效率越高，說明額外功越少，機械的性能越好。提出問題：用滑輪組把物體提起來的過程中，①哪部分是有用功？怎樣計算？②哪部分是額外功？怎樣計算？③哪部分是總功？怎樣計算？①有用功：W有用=Gh②額外功：W額=W總-W有用③總功：W總=Fs教師引導：通過這些計算，我們可以更好地理解機械的工作原理。實驗步驟：展示實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)記錄表格，指導學生完成實驗。實驗步驟：組裝滑輪組，掛上鉤碼，記下初始位置，緩慢拉動彈簧測力計使鉤碼升高，讀出所需物理量。教師引導：請大家按照實驗步驟操作，注意安全。討論問題：①實驗中用到的兩種測量工具是？（生：彈簧測力計和尺子）②組裝好滑輪組后要分別記下鉤碼和繩端的位置，這樣做的好處是？（生：便于測量距離和計算功）③實驗時應沿什么方向緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并讀出什么的值？（生：沿豎直方向緩慢拉動，讀出拉力的值）④由實驗可以得出的結論是：同一滑輪組，被提起的物體越重，機械效率越高。影響滑輪組的機械效率的因素有哪些？（生：影響因素有物體重力、滑輪數(shù)、摩擦等）教師總結：通過實驗，我們可以實際感受機械效率的變化，并理解其影響因素。學生活動：聽取講解，理解機械效率的概念。計算例題，明確機械效率的計算方法。了解起重機和抽水機的機械效率范圍?；卮饐栴}，理解有用功、額外功和總功的計算方法。了解實驗步驟，分組合作完成實驗?；卮鹄蠋熖岢龅膯栴}，總結實驗結果。設計意圖：通過具體的例題和實驗，讓學生掌握機械效率的計算方法，并通過實驗加深理解。三、課堂小結教師活動：總結概念：有用功：克服物體的重力所做的功。（W有=Gh）額外功：克服摩擦、機械自重所做的功。（W額=W總-W有）總功：有用功與額外功的和。（W總=W有用+W額=Fs）總結公式：機械效率：有用功跟總功的比值。（η=W有用/W總）機械效率總是小于1。教師引導：機械效率是一個重要的概念，它可以幫助我們評估機械的性能。提問：今天我們學習了哪些內(nèi)容？你有什么收獲？（生：