机械效率物理教案连云港市韩冬设计.docx

1、机械效率物理教案连云港市韩冬设计机械效率教学目标：（一）知识与技能 1、知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系 2、能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因 3、会利用公式W有W总进行有关计算（二）过程与方法 经历测量斜面的机械效率的过程通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案（三）情感、态度与价值观目标关注生产、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 识通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神教学重点与难点：重点：能结合实例认识什么是有用功

2、、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式W有W总进行有关计算难点：会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法教学器材：弹簧秤、动滑轮教学课时：1时教学过程：引入新课一复习提问 1什么是功？ 2如图所示的动滑轮提升重5N的物体，求动力F= 。 二新课教学1有用功、额外功和总功（1）演示实验用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s。以下边讲边板书：“实验数值G5牛，h0.5米，F3牛，s1米。弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动Fs3牛1米3焦，提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻Gh5牛0.5米2.5焦”（2

3、）提问：由实验可以看到W动W阻，这是为什么？学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。（3）总结并边讲边板书在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。问：本实验中的有用功是多少？答：W有Gh5牛0

4、.5米2.5焦。本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。板书：“3总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功”问：本实验中总功W总？答：W总FsF2h3牛1米3焦。问：本实验中做的额外功是多少？答：W额外W总W有用3焦2.5焦0.5焦。2机械效率问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？学生演算，答出计算过程和结果。答：83.3。教师小结并板书：“4机械效率（）：有用功跟总功的比值叫机械效率”有用功总小于总功，所以机械效率总小于1”教师指出：

5、表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30做的是额外功。3提高机械效率阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。三小结四布置作业。小 结： 1、有用功的定义2、什么是额外功3、机械效率的计算方法板书设计：第二节 机械效率1有用功的定义：为了达到目的，人们必须做的对人们有用的功叫有用功。W有 =Gh 2额外功：为了达到目的，人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总- W有 3总功：为了达到目的

6、，人们实际做的功，等于有用功和额外功之和。一般指动力F做的功。 W总=FS4机械效率：有用功跟总功之比。，计算本实验。 注意：（1）任何实际机械效率总小于1 （2）机械效率无单位 （3）机械效率与省力情况无关5了解一些常见机械的效率。三 功率 教学目的：（一）知识与技能1、通过日常生活中的实例和生产中的实际，在讨论中使学生能理解功率的概念。 2、学会使用功率的基本公式，一解答简单的物理习题。 （二）过程与方法讨论法。 （三）情感、态度与价值观目标 通过实践操作,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感教学重难点： 功率的计算方法既是本节的重点，也是本节的难点。教学器材：教材教学课时：新课

7、教学1时、习题12课时教学过程： 引入新课在日常生活中和在生产实际中，不仅要考虑机械效率，还有一个重要的概念，对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个物理量。 我们要通过几个典型问题的讨论，理解它，认识它的重要性。 【例1】 建筑工地上需要将1000块砖送到15米高的楼上。 方法如下： 1人用筐将砖运送到楼上。2人用滑轮将砖运送到楼上。3使用起重机将砖运送到楼上。 提问：以上三种方法，除了机械效率不同外还有什么不同。（待学生思考不必要求立即回答）。 【例2】一个人用通常的步伐走上三楼，或以快速地跑到三楼上。 提问：两种方法所做的功的情况有何不同。（要求同上题，先认真去思考，不必急于作答。）

8、【例3】有一个重型的机器，需要推至距100米远的厂房内。 方法有三：1工人们用推力推到厂房内。2工人们用车推到厂房内。3用马车拉到厂房内。 提问：三种方法完成此功有何不同。 对比上述三例，当人们完成一定的功时，存在着一个具体的实际问题是什么？ 启发同学得出答案： 物体做功有快、有慢。 在例1中起重机做功快。 例2中人跑到三楼做功快。 例3中用马车做功快。 物理学里用功率来表示物体做功的快慢，板书：因此，单位时间里完成的功，叫做功率。 根据定义可得出： P=W/t板书：各物理量的国际单位，写在公式中。 1瓦特1焦耳/秒，1千瓦1000瓦，1兆瓦106瓦特。 在上述公式中，若把W=FS带入化简可得

9、。P=Fv(其中v是指物体在力F的作用下运动的速度，且v为平均速度)指出：功率是机器的主要技术性能之一。 功率小，做功慢，耗能少。功率大，做功快，耗能多。 【例题】 高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池，要用一台离心式水泵抽水给蓄水池，1小时能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少千瓦？ 已知：h30米，V50米3， t1小时3600秒， 求：P 解：分析，根据已知条件 mV。 m1103千克/米350米35104千克 所以G5105牛顿。 WGh 5105牛顿30米15106焦耳。 答：这台水泵的功率至少是4.2千瓦。 指出：根据已知条件和所求的物理量的基本公式，知道水泵是克服水重

10、而做功，故在题内首先根据水的质量求出水重，这样再代入功率的基本公式中求功率。 为什么题目最后所求的是“功率至少是”多少千瓦？为什么不求等于多少或者求最大是多少千瓦。 这是因为在实际中水泵有轴功率和配套功率的区别，轴功率是指单独水泵本身所能完成的功率，如果按题内所求功率，只能满足轴功率，那么水泵是无法工作的，因为水泵必须同其它机器配合使用才能工作，所以配套功率是要大于轴功率的，这是否是功率越大越好呢？不是的，因为功率越大，必定耗电或耗油多，是不符合经济效益的。 小 结：1、功率的概念。2、功率的基本公式。3、功率的计算板书设计：第三节 功率一、功率的概念单位时间里完成的功，叫做功率。表示做功快慢

11、的物理量，用符号P来表示。二、功率的计算公式:P=W/t 推导式：P=Fv国际单位：瓦特1瓦特1焦耳/秒，1千瓦1000瓦，1兆瓦106瓦特。 三、例题讲解，四 动能和势能教学目标：（一）知识与技能1、知道动能势能的概念2、在探究实验中理解影响动能势能的因素 3、用能量的初步知识理解分析简单的实际问题（二）过程与方法 1、通过观察认识动能势能的存在 2、通过归纳概括得到动能势能的概念 3、在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素 （三）情感态度与价值观 通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意讽教学重点与难点：重点：动能和势能的概念；探究影响动能的

12、因素难点：势能的概念教学器材：钢球、木块、斜槽教学课时：1时教学过程：引入新课出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功？利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。新课教学物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧（边讲边演示），这时的钢球并不能推动木块做功。只

13、有运动的钢球才能推动木块做功。(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。演示课本实验，实验可分三步：将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的钢球，具有不同的动能。上面的实验表明钢球从较高处滚下时具

14、有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢？我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游

15、戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓，压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。利用课本实验，阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表

16、示它的弹性势能越大。被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。引导学生讨论树上结的苹果是否具有重力势能？通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？

17、（具有重力势能）继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。小 结：本节主要内容：1、动能和势能的基本概念；2、动能和势能的计算方法；3、动能、势能和机械能的关系。板书设计：第四节 动能和势能一、动能的概念：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。二、势能：1、

18、定义：2、分类：三、机械能：五 机械能及其转化 教学目标：（一）知识与能力 1、知道机械能包括动能和势能2、能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象 3、初步了解机械能守恒的含义（二）过程与方法 1、通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程 2、动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理（三）情感态度与价值观 1、关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识 2、乐于参加观察、实验、制作等科学实践教学重点与难点：能量守恒的理解和动能和势能的转化教学器材：教材教学课时：1课时教学过程：手持粉笔头高高举起。提问：被举高

19、的粉笔具不具有能量？为什么？学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）新 课标 第 一 网在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。实验1：滚摆实验。出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始

20、释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。实验2：单摆实验。此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆

21、球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹性势能和动能的相互转化。演示课本图17动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图17，甲乙图和乙丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中

22、有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。人造地球卫星在运行

23、过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力

24、势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。小 结：1、机械能的概念2、机械能的转化：动能与势能的相互转化板书设计：第五节 机械能及其转化一、机械能：动能和势能之和二、机械能的转化动能势能势能动能一、 分子热运动教学目标（一）、知识技能 1知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 2能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 3知道分子热运动的快慢与温度的关系。 4知道分子之间存在相互作用力。 （

25、二）、方法过程 1通过对演示实验的观察，提高学生的观察实验能力。 2从宏观现象推论分子特征，渗透物理学的研究方法，并培养学生想象力。 （三）、情感、态度和价值观 用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。教学重点 通过对演示实验的观察、分析、推理，了解分子动理论的初步知识。教学难点 指导学生从对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。教学方法 演示法：通过演示实验，让学生有直观感觉，再进行分析、归纳，从而得出结论。教具准备 香水、空玻璃瓶、试管、铅柱、多媒体课件等等。教学过程 一、导入新课 我们生活的物质世界中，充满着

26、各种各样的物质。在远古时代，人们就猜想物质是由很多很小的微粒组成的。现代的科学技术已证实古人的猜想。请看投影： 表面上看起来连成一片的水，其实是由一个个具体的水分子组成。分子体积很小，我们肉眼看不到。 师问那我们怎么能知道分子是否运动? 生我们用显微镜。 这个方法可取，有没有其他方法呢？我们打开桌子上放的那瓶香水，有什么感觉? 生能闻到香水味。 问题：为什么能闻到香水的香味? 讨论得出：能闻到香水味，说明香水分子跑到了我们鼻子里，我们可以通过研究这种宏观现象来推知分子运动情况，就是我们常用的一种物理研究方法转换法。下面我们就用这种方法来研究分子的运动情况。 二、新课教学 1扩散现象演示：我们将

27、一个空瓶子，倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。现象：上面空瓶有红色现象，说明了什么？结论：上面空瓶有红色，说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。这个实验是一种扩散现象。不同的物质在接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。在我们日常生活中，扩散现象很常见。请你们举出几个例子。 （到医院闻到消毒液味；在花园里闻到花香 ）提出问题：气体可以发生扩散，那么液体和固体是否可以发生扩散呢？演示：向一个盛有水的烧杯中用滴管注入2滴红墨水。观察并思考：发生扩散现象，说明了什么？举例：（1） 在量简里装一半清水，水下面注入硫酸铜溶液。硫酸铜溶液开始时及静放10天、

28、20天、30天的对比图片。（2）把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1 mm深。 观察并思考：固体、液体、气体都有扩散现象，在以上几个扩散实验中，扩散快慢为何不同？影响扩散快慢的因素是什么？ 演示：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水。用滴管先向冷水，再向热水中分别注入2滴红墨水。发现装热水的烧杯很快变红了。说明热水扩散得快，扩散现象与温度有关。小组讨论：讨论“想想议议”中的三个问题：1.以上几个实验是否说明分子在不停地运动着？2.分子的运动快慢跟温度有关系吗？3.对分子的运动你能作出哪些推测？ 得出结论：一切物质的分子都在

29、不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。温度越高，热运动越剧烈。 2分子间的作用力拿一个铅块，用力拉，为什么拉不断？用力捏，为什么捏不扁？演示实验4： 将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，教师在下面加挂钩码，挂很多个都不能把它们分开。观察并思考：这个实验说明了什么? 结论：这个实验表明分子之间存在引力。 师问分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积，那么，我想把粉笔压缩得短一些，容易做到吗?为什么? 生不容易，因为分子之间存在斥力。 师是由于斥力的存在，使得分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。 学生阅读

30、课本， 老师加以解释： 分子之间既有引力又有斥力，这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 三、布置作业 “动手动脑学物理”的2、3题四、板书设计一、分子热运动1、物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动（1）扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。（2）扩散现象说明：A分子之间有间隙。B分子在做不停的无规则的运动。（3）固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。（4）分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。3、分子间有相互作用的引力和斥力。二、内能教学目标（一）知识和技能1了解内能的概念，简单描述温度和内能的关系。2知道热传递过程中，物体吸收（或放出）热量，使物体温度升高（或降低），内能改变。3知道在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。4知道做功可以使物体内能改变的一些事例。（二）过程