機(jī)械效率是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的一個難點 (3)

1、2、理解總功、有用功和額外功三個概念，是解決機(jī)械效率問題的關(guān)鍵。你能想到哪些辦法幫助學(xué)生建構(gòu)總功、有用功和額外功這三個概念？請設(shè)計一個你認(rèn)為最佳的教學(xué)片段，并說明操作要點和設(shè)計意圖機(jī)械效率是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的一個難點，準(zhǔn)確而迅速地求出機(jī)械效率關(guān)鍵在于對有用功、額外功和總功的正確理解。功的原理告訴我們，使用任何機(jī)械都不省功。實際上，由于機(jī)械本身受到重力作用和機(jī)械零件的摩擦，不但不能省功，反而不可避免地要多做一些我們不需要的但又不得不做的額外功。在實際做功時，額外功雖然不可避免，但我們可以通過改進(jìn)做功方式、方法和改進(jìn)機(jī)械的性能而盡量減小它。利用機(jī)械工作時，人們?yōu)檫_(dá)到某項目的所必須做的，對人們有用的

2、功叫有用功。有用功和額外功的總和叫總功。三者之間的關(guān)系是：W總=W有+W額。如何辨別有用功、額外功和總功呢？這一個定義都是描述性的，有幾個詞必須注意，“有用”，“沒有用”、“不得不”。在教學(xué)時必須讓學(xué)生明白這幾個詞，同時可以從機(jī)械做功的目的去分析。先判斷有用功與總功。一般來說，動力對機(jī)械做的功為總功，機(jī)械對物體做的功為有用功。在初中物理學(xué)習(xí)的簡單機(jī)械中，機(jī)械所做的有用功，通常都是提起重物時克服物體重力所做的功,即W有=G物h；動力對機(jī)械所做的總功就是動力F與動力移動距離s的乘積，即W總=Fs（斜面中為FL）。在滑輪組問題中，不計摩擦的情況下，其額外功的原因是克服動滑輪重力所做的功，即W額=G動

3、h；在斜面問題中，額外功的原因是克服物體與斜面間摩擦而做的功，即W額=fL（其中f為物體與斜面間的摩擦力，L為斜面長）。掌握有用功、額外功、總功這三個概念以及他們?nèi)唛g的關(guān)系，是解決機(jī)械效率的關(guān)鍵問題。我在教學(xué)中特意設(shè)計了這樣一個教學(xué)片段，讓學(xué)生根據(jù)生活事例認(rèn)識物理知識，并運(yùn)用物理知識解決實際問題，采用討論交流，實驗探究的方法，運(yùn)用長木板、木塊、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線、棉布、多媒體輔助教學(xué)課件等教具和媒體，讓學(xué)生理解機(jī)械效率及其應(yīng)用。1、創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入課題教師提問：小明家要對樓房進(jìn)行裝修，需把沙子運(yùn)到三樓。請同學(xué)們根據(jù)需要，選擇器械幫助小明家解決這個問題，看看哪個小組選的辦法最好？學(xué)生小組討

4、論后自由回答：把沙子裝入桶中，用動滑輪把沙子拉到樓上；在地面與樓面之間搭上木板，將沙子裝入袋子沿著木板推到樓上。針對學(xué)生的回答，教師把學(xué)生的思路引導(dǎo)到本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容上。2、實驗探究教師提問：假如用動滑輪提升沙子，用媒體顯示提沙子的過程。在學(xué)生觀察思考后，教師提問：對誰做的功是我們需要的？生：對沙子做的功。教師提問：哪部分功是我們不需要，但不得不做的？生：提桶所做的功，克服動滑輪的重力所做的功。教師提問：一共做了多少功？生：有用功與額外功之和。教師提問：假如用斜面推沙子（媒體顯示），有用功、總功、額外功各是多少？學(xué)生計算回答教師提問：假如我們用下面三種方法搬運(yùn)沙子（媒體顯示），你認(rèn)為哪一種方法

5、最好？為什么？生：討論回答。（第三種方法最好，因為第三種方法做的額外功最少。）教師小結(jié)：在物理學(xué)中，用機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比例。（板書機(jī)械效率：有用功在總功中所占的比例）表示機(jī)械效率；W有表示有用功；W總表示總功。那么，機(jī)械效率應(yīng)該怎樣表示？生：討論回答。教師提問：觀察計算結(jié)果，對“機(jī)械效率”，你能發(fā)現(xiàn)什么？生：討論回答。（機(jī)械效率沒有單位，小于1，常用百分?jǐn)?shù)表示。）教師總結(jié)：同學(xué)們，剛才我們知道上面斜面的機(jī)械效率，任何斜面的機(jī)械效率都一樣嗎？請同學(xué)們再來觀察用斜面推物體的情景（媒體顯示）。生：觀察思考。教師引導(dǎo)：下面我們探究斜面的機(jī)械效率（板書探究：斜面的機(jī)械效率。）通過觀察上面

6、用斜面推物體的情景，對斜面的機(jī)械效率你能提出什么問題？生：提出問題：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系？斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有什么關(guān)系？教師引導(dǎo)：請同學(xué)們猜想上面提出的問題。生：做出猜想。在斜面高一定時，斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越高；在斜面的長、高一定時，斜面越光滑，機(jī)械效率越大。教師引導(dǎo)：請同學(xué)們根據(jù)提出的問題和做出的猜想，每一小組選擇其中的一個問題進(jìn)行實驗，設(shè)計出實驗的方案。生：小組討論，設(shè)計實驗的方案。教師提問：下面請同學(xué)們根據(jù)設(shè)計的實驗方案，選擇桌面上的器材進(jìn)行實驗。生：小組實驗，同時設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)。教師提問：分析實驗數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？生：小組回答。師：回想實驗的過程，影響實驗的誤差是什么？生：討論回答：在此實驗中不能控制好木塊的勻速運(yùn)動，測量長度和拉力大小是容易出現(xiàn)誤差。三、課堂小結(jié)師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？生：思考回答。（1有用功、額外功、總功；2機(jī)械效率：定義、公式、計算；3探究：斜面的機(jī)械效率。）設(shè)計意圖：1、通過創(chuàng)設(shè)情