【核心素养目标】11.4 机械效率(教案)2024-2025学年教科版八年级物理下册

4 机械效率 素养目标 1．物理观念： (1)知道有用功、额外功、总功及三者之间的关系。 (2)了解机械效率，能利用机械效率的公式进行简单计算。 (3)知道滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关，知道提高机械效率的方法。 2．科学思维：类比数学中的效率概念，推理得出机械效率的公式。 3．科学探究：通过探究动滑轮是否省功，初步认识机械效率。 4．科学态度与责任： (1)通过探究活动增强与其他同学合作的意识，培养学生严谨的科学态度。 (2)在分析问题、解决问题的同时，体会成功的喜悦，激发探索科学的求知欲。 (3)关注生产、生活中的各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。 教学重点和难点 教学重点：理解有用功和额外功；探究滑轮组的机械效率。 教学难点：理解机械效率。 教学过程 情景导入 小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。现需把装修用材料运到三楼。 请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。 教学活动 一、有用功和额外功 阅读教材P100，讨论交流：做功的不同办法。如图11-4-2。 要把重100N的沙子运上三楼。图11-4-2中画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？ （1）人做功=对沙子做功+对桶做功+克服自重做功。 （2）人做功=对沙子做功+对桶做功+对动滑轮做功。 （3）人做功=对沙子做功+对口袋做功+对动滑轮做功。 思考： (1)在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？ (2)无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？ (3)在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？ 从而引出有用功、额外功和总功的概念。 （1）无论采取哪种办法都必须做的功叫作有用功。 （2）并非我们需要但又不得不做的功叫作额外功。 （3）有用功加上额外功是总共做的功，叫作总功。 指出：前面实验中，第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少。 教师可视学生理解程度再列举几个日常生活中的例子。 鼓励并引导学生自己思考举例。 二、机械效率 如果用W总表示总功，W有用表示有用功，W额外表示额外功，它们的关系是W总=W有用+ W额外。 由上式可知，任何机械做的有用功只是总功中的一部分。物理学中把有用功跟总功的比值叫作机械效率。 工作中，我们总是希望额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。机械效率越高，就说明有用功所占的比例越大。 机械效率＝×100% 计算公式：η＝×100% 注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，故η＜1。 组织学生讨论： (1)机械效率有单位吗？ (2)为什么机械效率没有大于等于1的？ (3)用小数和百分数来表达机械效率，你认为哪种表示更好？ 学生经过讨论回答：机械效率没有单位，总小于1，用百分数表示更好。 阅读教材P101，做“活动：计算机械效率”。 算出图11-4-2中三种不同做功方式的机械效率。 学生各自计算。 得出结论：第三种做功方式的机械效率最高，第一种做功方式的机械效率最低。 多媒体展示例题： 例 利用如图所示的滑轮组，在F＝80N的拉力作用下，将一个重为180N的物体匀速提高1m，绳重、摩擦不计。求：总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。 (1)组织学生分析、讨论、计算； (2)展示学生解题过程； (3)总结、评价。 在实际机械中，与摩擦力有关的额外功往往是不可以忽略的，对提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要意义。 思考：提高机械效率有什么意义？ 学生分析讨论。 教师总结： 提出提高机械效率的意义： 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。 ... ...