.3 機(jī)械效率教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能：能結(jié)合實(shí)例了解什么是有用功、額外功和總功，什么是機(jī)械效率。 過程與方法：通過參與探索斜面力學(xué)效率的活動(dòng)，學(xué)會(huì)制定簡單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。 情感心態(tài)和價(jià)值觀：培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中的合作精神，養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)心態(tài)。 【教學(xué)重點(diǎn)】了解機(jī)械效率。 【教學(xué)難點(diǎn)】探究斜面的力學(xué)效率 【教學(xué)資源】高摩擦力的木板、小車、墊板、彈簧測力計(jì)、秤、多媒體教學(xué)講義 【教學(xué)流程】1、新課介紹給小明家，最近買的一棟新房子，一樓。 如果你想翻新浴室和廚房，你需要把石頭運(yùn)到頂樓。 小伙伴們，請(qǐng)根據(jù)自己的需求選擇設(shè)備來幫助小明一家解決這個(gè)問題，看看哪一組選擇的方法最好？ 二、新課教學(xué) 1、想一想：你會(huì)選擇哪種方式？ （中學(xué)生交流討論）師生共同講解作業(yè)的三種形式：一人舉起一塊石頭所做的作業(yè)包括：1、在沙子上作業(yè)；2、在沙子上作業(yè)；3、在沙子上作業(yè)。 2.對(duì)鏟斗進(jìn)行作業(yè)； 有： 1. 在沙子上完成的工作； 2. 對(duì)筒體所做的工作； 3. 兩個(gè)人拉動(dòng)滑輪克服摩擦所做的功： 1. 在沙子上做的功； 2. 對(duì)筒體所做的工作； 摩擦功 2、綜合分析可得到三種形式：有用功、額外功、總功。 無需機(jī)器而直接用手完成的工作） 額外工作 W 額外工作 - 不需要但必須完成的總工作 工作 W 總計(jì) - 有用工作和額外工作的總和，即一個(gè)人在機(jī)器或動(dòng)力工作。
讓中學(xué)生分析中學(xué)的有用工作、額外工作和總工作。 顯然W有用=Gh，W總計(jì)=Fs，W總計(jì)=W有用+W附加反饋練習(xí)1：（1）一個(gè)人用桶從井里打水，有用功是多少？ 額外的工作是什么？ （2）如果水桶落到水底，水桶里裝滿了水，那么有用功是多少？ 額外的工作是什么？ 3. 你能估計(jì)出四種形式中的有用功和額外功嗎？ ？ 師生共同分析：四個(gè)活動(dòng)中的有用功是在石頭上做的，即W有用=Gh==600J活動(dòng)一：額外的功是在人和木桶上做的，即W額外=W人+W桶=G人h+G桶h=(400+20)Nx6m=2520J 活動(dòng)二：額外功是在桶上做的功，即W額外=G桶h==120J 活動(dòng)三：額外功在動(dòng)滑輪上 桶所做的功，即 W 額外功 = W 動(dòng)作 + W 桶 = (G 動(dòng)作 + G 桶) h = (10 + 20) Nx6m = 180J 活動(dòng) 4：額外功是動(dòng)滑輪和袋子所做的功，即W額外=W運(yùn)動(dòng)+W袋子=（G運(yùn)動(dòng)+G袋子）h=（10+5）Nx6m=90J。 您想要減少還是增加額外工作？ 為什么？ 1234 有用功 (J) 6 附加功 (J) (2520) (120) (180) (90) 總功 (J) (3120) (720) (780) (690) 有用功與總功的比率 (19.2) %) (83.3%) (76.9%) (87.0%) 中學(xué)生估算填表：哪種方法更好、更高效？ 生：第四種方法較好，效率高 4.機(jī)械效率 (1)、定義：有用功與總功的比值稱為機(jī)械效率。 (2)、表達(dá)式：η=w有用/w總計(jì)（一般用百分比來表示） 討論：是否有機(jī)械效率為100%的機(jī)器？ 為什么？ 不！ 由于使用任何機(jī)器時(shí)都會(huì)有額外的功，因此有用功總是大于總功，因此機(jī)械效率總是大于1。
例：一臺(tái)起重機(jī)吊重0.6t×3m，電機(jī)做功為3.4×104J，則起重機(jī)的效率是多少？ 解：F=G=mg=0.6×103kg×10N/kg= 6×103NW 有用=Gh=6×103N×3m=1.8×104J η=w 有用/w 總計(jì)=1.8×104J/3.4×104J=53% 答案：起重機(jī)的效率為53% 5.小常識(shí)：一些機(jī)械機(jī)械效率：滑輪架：50%-70% 起重機(jī)：40%-50% 水泵：60%-80% 汽油機(jī)：28%-40 % 提高機(jī)械效率，充分發(fā)揮設(shè)備作用，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。 如何提高機(jī)械效率？ （請(qǐng)課后查看資料探索）反饋練習(xí)2：起重機(jī)將重3600N的貨物吊起4m。 如果額外的功是9600J，那么起重機(jī)所做的有用功是多少？ 總工作量是多少？ 什么是機(jī)械效率？ 解：（1）W有=Fh=Gh=3600N×4m=（2）W總計(jì)=W有+W量=+9600J=（3）η=w有用/w總計(jì)=/=60%答案：起重機(jī)做的有用功為 ，總功為 ，機(jī)械效率為 60%。 組合方法（3）、注意事項(xiàng)：以輕柔勻速驅(qū)動(dòng)彈簧測功機(jī)（4）實(shí)驗(yàn)步驟：a． 檢測卡車重力G并記錄數(shù)據(jù)； 彈簧測力計(jì)顯示數(shù)字F，利用刻度檢測貨車沿斜面的距離s和貨車的高度h； C。 根據(jù)公式W=Gh，W總=Fs，η=w有用/w總來估算W有，W總和η。
（5）實(shí)驗(yàn)形式：乘鐵塊重量G/N 坡高h(yuǎn)/m 拉力F/N 坡長s/m 有用功W 有用/J 總功W 總/J 機(jī)械效率123 【課堂小結(jié)】： 1．有用功、附加功、總功 2、機(jī)械效率 3、測量和估算斜面機(jī)械效率【標(biāo)準(zhǔn)校核】 1、關(guān)于機(jī)械效率的正確說法是（） A、省力機(jī)械越少，越高效率 B. 做更多有用功的機(jī)器效率更高 C. 做同樣的工作量，額外做功的值越小，效率越高 D. 機(jī)器做功越快，效率越高 2.為了提高滑輪架的機(jī)械效率，正確的做法是（） A. 以較快的速度勻速提升重物 B. 以較慢的速度勻速提升重物C、減少承受物體重量的繩索股數(shù) D、使滑輪變得更輕，減少滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的摩擦力 3、如圖所示，忽略繩索的重量和摩擦力，用拉力F將10N重物勻速向上拉，繩子自由端連接1m，動(dòng)滑輪重力為2N。 求： (1) 拉力F； (2)物體上升的距離； (3)有用功、總功、機(jī)械效率。 【做功】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：檢查滑輪架的機(jī)械效率 【黑板設(shè)計(jì)】有用功和額外功 W 總計(jì) = W 有 + W 量 機(jī)械效率 定義：有用功與總功的比值表達(dá)式： η = 機(jī)械檢測斜面 效率原理：12.3 機(jī)械效率分析。 機(jī)械效率是判斷機(jī)械性能的重要指標(biāo)。 它也是學(xué)習(xí)其他效率的基礎(chǔ)，例如熱機(jī)的效率。 其意義重大。 從中學(xué)生的角度來看，主要有以下幾個(gè)原因：一是工作本身的概念比較具體，而機(jī)械效率可以涉及有用功、額外工作和總工作，因此很多概念容易混淆； 然后用簡單的機(jī)械功來分析三種功的理論與實(shí)踐的聯(lián)系也是一個(gè)障礙。
也就是說，中學(xué)生認(rèn)識(shí)難、分析難、分析難，困難多。 其次，在上面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)了一些簡單的機(jī)器，知道使用機(jī)器具有節(jié)省勞力或距離的優(yōu)點(diǎn)，這也使他們很容易陷入一個(gè)誤區(qū)：將機(jī)械效率與機(jī)械節(jié)省勞力和機(jī)械功率混為一談。 ，并感到省力。機(jī)械還必須具有高效率和大功率。 第三，中學(xué)生缺乏生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致對(duì)機(jī)械效率的認(rèn)知缺乏基礎(chǔ)。 他們無法定量分析為什么同一臺(tái)機(jī)器效率不同？ 實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)分析與理論產(chǎn)生跨度較大，這給中學(xué)生正確認(rèn)識(shí)機(jī)器的效率帶來了很大的障礙。 增加小組實(shí)驗(yàn)探索內(nèi)容，讓中學(xué)生通過動(dòng)手參與發(fā)現(xiàn)同一臺(tái)機(jī)器的機(jī)械高度不僅與設(shè)備本身有關(guān)，還與機(jī)器的具體使用條件有關(guān)，從而生成正確的認(rèn)識(shí)。 通過教學(xué)，讓中學(xué)生了解機(jī)械效率的定義和含義，了解機(jī)械效率的高低是反映機(jī)械效率好壞的重要標(biāo)志之一，從而分析額外工作形成的原因，了解機(jī)械效率的高低。提高機(jī)械效率的有效途徑。 12.3機(jī)械效率分析本課的教學(xué)目標(biāo)基本達(dá)到。 通過解決搬石頭的實(shí)際問題，中學(xué)生可以對(duì)有用功、額外功、總功有更深入的認(rèn)識(shí)。 熱情。 在教學(xué)過程中，通過小組合作實(shí)驗(yàn)的方法，讓中學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)。 在課堂教學(xué)中，要堅(jiān)持中學(xué)生活動(dòng)的自主性，使中學(xué)生的主體處于主動(dòng)、興奮的狀態(tài)，讓學(xué)習(xí)成為中學(xué)生自己的活動(dòng)，使中學(xué)生學(xué)校學(xué)生可以選擇學(xué)習(xí)參與教學(xué)實(shí)踐過程。
12.3機(jī)械效率分析教材《機(jī)械效率》是民教版八年級(jí)數(shù)學(xué)第十二章第三節(jié)，也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。 它還包括各種力的分析、判斷以及物體運(yùn)動(dòng)和平衡的知識(shí)。 機(jī)械效率是判斷機(jī)械性能的重要指標(biāo)，也是學(xué)習(xí)熱機(jī)效率等其他效率的基礎(chǔ)，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。 初學(xué)者學(xué)習(xí)“機(jī)械效率”往往對(duì)這個(gè)概念比較陌生，因此有必要通過分析討論幫助學(xué)生理解機(jī)械效率的數(shù)學(xué)意義，并明白機(jī)械效率的高低是反映質(zhì)量的重要指標(biāo)之一的機(jī)械性能。 通過分析額外功形成的原因，我們可以了解提升機(jī)械效率的方法和途徑，突破把握這個(gè)概念的難點(diǎn)。 本課除了學(xué)習(xí)新的化學(xué)概念、能夠分析和估算機(jī)械效率外，還需要中學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中真正理解“效率”的含義斜面機(jī)械效率與什么有關(guān)，從而解決實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際問題并實(shí)現(xiàn)人文與科學(xué)的高度融合。 教學(xué)中要通過實(shí)例仔細(xì)分析有用功、額外功和總功，讓中學(xué)生真正理解機(jī)械效率的含義。 在教學(xué)中，要組織中學(xué)生經(jīng)歷整個(gè)測試過程，比如讓中學(xué)生經(jīng)歷組裝實(shí)驗(yàn)裝置、測量數(shù)據(jù)、推論的過程，這樣不僅可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也增強(qiáng)了他們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 讓中學(xué)生在課后收集死機(jī)械使用歷史發(fā)展的資料，并通過報(bào)告、討論、交流等方式，了解機(jī)械使用在社會(huì)發(fā)展中的作用，凸顯機(jī)械使用的課程理念。 “注重學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展”。
這一部分的內(nèi)容基本上可以看作是八年級(jí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)一年的最后一課。 只有通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，才能將中學(xué)生對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解提高到一定的水平和高度。 12.3 機(jī)械效率評(píng)價(jià) 練習(xí)名稱 班級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.結(jié)合實(shí)例，分析什么是有用功、額外功和總功。 2.機(jī)械效率的含義，機(jī)械效率大于1。借助機(jī)械效率公式簡單估算。 3.了解并能夠檢測和估計(jì)斜面的機(jī)械效率。 一、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、有用功、額外功、總功的含義。 有用的工作（W 有）： 。 額外功率（W 量）： . 總工作量（W 總計(jì)）：。 兩者的關(guān)系是： 。 2、機(jī)械效率（η）的概念：在化學(xué)中，η與η的比值稱為機(jī)械效率。 估算機(jī)械效率的表達(dá)式為： 2. 協(xié)作探究反饋練習(xí)1： (1) 對(duì)于一個(gè)人用水桶從井里打水來說，什么是有用的工作？ 額外的工作有哪些？ （2）如果水桶落到水底，把裝滿水的水桶撿起來，做的有用功是多少？ 額外的工作有哪些？ 四種輸沙方式數(shù)據(jù)表： 1234 有用功（J） 額外功（J） 總功（J） 有用功與總功的比值 反饋練習(xí)2：起重機(jī)將重3600N的貨物提升4m。
如果額外的功是9600J，那么起重機(jī)所做的有用功是多少？ 總工作量是多少？ 什么是機(jī)械效率？ 實(shí)驗(yàn)：檢測斜面的機(jī)械效率 (1) 實(shí)驗(yàn)步驟：a． 檢測卡車的重力G，并記錄數(shù)據(jù)； b. 用彈簧測功機(jī)將貨車沿斜坡勻速拉下，讀出彈簧測功機(jī)示值F，用刻度尺檢測貨車沿斜面相通的距離s和貨車上升的高度h ; C。 根據(jù)公式W=Gh，=Fs，η=wused/，估計(jì)W和Wη之和。 (2) 實(shí)驗(yàn)形式：乘鐵塊重量 G/N 斜面高度 h/m 拉力 F/N 斜面長度 s/m 有用功 W 有用/J 總功 W 總/J 機(jī)械效率 123 三、標(biāo)準(zhǔn)測量 1、關(guān)于機(jī)械效率的正確說法是（） A. 節(jié)省勞力的機(jī)械越少，效率越高 B. 做有用功越多的機(jī)器效率越高 C. 做同樣的功，額外功的價(jià)值越小，效率越高 D. 機(jī)器工作速度越快，效率越高。 2、為了提高滑輪架的機(jī)械效率，下列方法正確的是（） A、以較快的速度勻速提升重物 B、以較慢的速度勻速提升重物 C .減少承受物體重量的繩索股數(shù)。 D、使滑輪變得更輕，減少滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦。 3、如圖所示，忽略繩子的重量和摩擦力。 自由端連接1m，動(dòng)滑輪重力為2N。 計(jì)算： (1) 拉力F； (2)物體上升的距離； (3) 有用功、總功和機(jī)械效率。
12.3 機(jī)械效率 課后反思機(jī)械效率 這一部分對(duì)于教師和中學(xué)生來說都比較困難。 首先，中學(xué)生不能理解有用功、額外功和總功的含義，對(duì)公式的代換和匹配也感到困惑。 如果你拿中學(xué)生去分析相關(guān)例子，還可以，但一旦讓中學(xué)生自己做相關(guān)練習(xí)斜面機(jī)械效率與什么有關(guān)，你就想不通了。 為什么舉重物的功是有用功，而拉繩子的功才是總功？ 看著朋友們迷茫的眼神，老師也感到很辛苦！ 為了突破這個(gè)難點(diǎn)，我一開始就舉了一個(gè)例子：中午運(yùn)沙子的時(shí)候，對(duì)石頭做的功哪一部分有用，在箱子上做的功，在桶上做的功有用嗎？哪一部分是無用的。 隨后介紹了有用的工作、額外的工作和總的工作，并指出在尋找有用的工作時(shí)一定要看看我們的目標(biāo)。 對(duì)我們有用的就是有用的工作，而那些無用的、不得不稱為額外工作的工作則是有用的。 努力工作和額外工作的總和就是總工作量。 這樣，生活中的例子就更加貼近中學(xué)生的實(shí)際，增加了中學(xué)生的理解難度。 中學(xué)生很容易接受。 隨后通過幾個(gè)例子，比如用水桶在井里提水時(shí)有什么用功，水桶掉進(jìn)水里有什么用功，我們?cè)噲D接住水時(shí)有什么用功等。起來了嗎？ 而且桶，以及有用的部件，對(duì)于不同的用途來說是不同的。 它幫助中學(xué)生鞏固三個(gè)基本概念，學(xué)生很好地理解。 而機(jī)械效率問題也是一個(gè)難點(diǎn)。 做完題后發(fā)現(xiàn)很多朋友混淆了機(jī)械效率和功率。 在估算機(jī)械效率時(shí)，有用功和總功的估算過于機(jī)械且不靈活。 當(dāng)討論主題時(shí)，這部分內(nèi)容會(huì)被擴(kuò)展。
通過本節(jié)課的討論，中學(xué)生不僅鞏固了對(duì)基本概念的掌握，而且使中學(xué)生能夠熟練地將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到基本問題上。 突出本課重點(diǎn)知識(shí)，促進(jìn)中學(xué)生能力的生成和提升。 12.3 機(jī)械效率課程標(biāo)準(zhǔn)分析 課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)化學(xué)課程的性質(zhì)進(jìn)行了表述：化學(xué)不僅富含探索自然的知識(shí)成果，而且富含科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)心態(tài)和科學(xué)素養(yǎng)。探索者的科學(xué)精神。 因此，數(shù)學(xué)課堂除了科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練外，還應(yīng)注重中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)心態(tài)和科學(xué)精神的培養(yǎng)。 根據(jù)我對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的理解，本課的教學(xué)目標(biāo)從以下三個(gè)方面制定： 1、知識(shí)與技能：理解有用功、額外功、總功的含義； 了解機(jī)械效率的定義和化學(xué)意義，會(huì)做出相關(guān)的估算； 了解提高機(jī)械效率的意義和主要技術(shù)。 2、過程與方法：通過實(shí)例了解有用功、額外功、總功和機(jī)械效率； 通過討論了解如何提高機(jī)械效率。 3、情感心態(tài)和價(jià)值觀：關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的機(jī)械效率，有以機(jī)械效率評(píng)價(jià)機(jī)械的意識(shí)。