2023八年級物理下冊 第十一章 機(jī)械與功第4節(jié) 機(jī)械效率第2課時(shí) 測量滑輪組的機(jī)械效率教案 （新版）教科版

2023八年級物理下冊第十一章機(jī)械與功第4節(jié)機(jī)械效率第2課時(shí)測量滑輪組的機(jī)械效率教案（新版）教科版授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：八年級物理下冊第十一章機(jī)械與功第4節(jié)機(jī)械效率第2課時(shí)測量滑輪組的機(jī)械效率

2.教學(xué)年級和班級：八年級

3.授課時(shí)間：2課時(shí)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：90分鐘核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解并掌握滑輪組的工作原理及其機(jī)械效率的概念。

2.能夠運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法測量滑輪組的機(jī)械效率，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，提高學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)思維能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）滑輪組的工作原理：理解滑輪組的構(gòu)成、工作方式及其動力和阻力的關(guān)系。

（2）機(jī)械效率的概念：掌握機(jī)械效率的定義、計(jì)算公式及其物理意義。

（3）實(shí)驗(yàn)方法測量滑輪組的機(jī)械效率：學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器，掌握測量方法，能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。

（4）提高機(jī)械效率的途徑：了解提高機(jī)械效率的方法，如減小摩擦、減小額外功等。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）滑輪組的工作原理：理解滑輪組中力的傳遞規(guī)律，以及如何根據(jù)物重和繩子段數(shù)計(jì)算力的大小。

（2）機(jī)械效率的計(jì)算：掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，理解有用功、總功和額外功之間的關(guān)系。

（3）實(shí)驗(yàn)操作技巧：掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，學(xué)會正確測量滑輪組的高度和繩子段數(shù)，減小實(shí)驗(yàn)誤差。

（4）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如何從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出滑輪組的機(jī)械效率，并能夠與理論值進(jìn)行比較。

（5）提高機(jī)械效率的方法：如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，提出提高滑輪組機(jī)械效率的合理建議。

舉例解釋：

以滑輪組的工作原理為例，教師可以現(xiàn)場演示滑輪組的工作過程，讓學(xué)生直觀地感受力的傳遞和大小變化。通過實(shí)際操作，學(xué)生可以更好地理解滑輪組的工作原理，從而突破這一難點(diǎn)。

在講解機(jī)械效率的計(jì)算時(shí)，教師可以借助示意圖和實(shí)際例子，生動地展示有用功、總功和額外功之間的關(guān)系。通過具體案例分析，學(xué)生可以更容易地掌握機(jī)械效率的計(jì)算方法，突破計(jì)算難點(diǎn)。

針對實(shí)驗(yàn)操作技巧這一難點(diǎn)，教師可以先進(jìn)行示范操作，講解實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和注意事項(xiàng)。在學(xué)生實(shí)際操作過程中，教師應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)，糾正錯誤，確保學(xué)生能夠熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧。

在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率，并與理論值進(jìn)行比較。通過討論和思考，學(xué)生可以深入理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果的含義，突破分析難點(diǎn)。

針對提高機(jī)械效率的方法這一難點(diǎn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，提出改進(jìn)滑輪組結(jié)構(gòu)或操作方法的合理建議。通過實(shí)際操作和驗(yàn)證，學(xué)生可以更好地理解提高機(jī)械效率的方法，從而突破這一難點(diǎn)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.實(shí)驗(yàn)法：通過現(xiàn)場演示和讓學(xué)生親自動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地感受滑輪組的工作原理和機(jī)械效率的測量過程，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

2.問題驅(qū)動法：教師提出與滑輪組機(jī)械效率相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

3.小組合作法：將學(xué)生分成小組，讓學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體課件和視頻，生動形象地展示滑輪組的工作原理和機(jī)械效率的計(jì)算過程，提高學(xué)生的理解和記憶效果。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行滑輪組的模擬操作，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)和操作技能。

3.互動式教學(xué)平臺：利用互動式教學(xué)平臺，教師可以發(fā)布學(xué)習(xí)資源、布置作業(yè)和進(jìn)行在線測試，學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和交流討論，提高教學(xué)效果和效率。

4.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備滑輪組實(shí)驗(yàn)器材，包括滑輪、繩子、重物等，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和觀察力。

5.數(shù)據(jù)分析軟件：利用數(shù)據(jù)分析軟件，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)思維。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本節(jié)課的主題。

過程：教師通過展示一個有趣的滑輪組實(shí)驗(yàn)視頻，引發(fā)學(xué)生的好奇心，然后提出問題：“你們知道滑輪組是如何工作的嗎？它的機(jī)械效率又是如何計(jì)算的呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考，進(jìn)而引入本節(jié)課的主題。

2.理論知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握滑輪組的工作原理和機(jī)械效率的概念。

過程：教師通過PPT演示和講解，介紹滑輪組的工作原理，包括力的傳遞規(guī)律、動力和阻力的關(guān)系等。接著講解機(jī)械效率的定義、計(jì)算公式及其物理意義。

3.實(shí)驗(yàn)操作與觀察（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和觀察能力，讓學(xué)生親身體驗(yàn)滑輪組的工作原理。

過程：教師先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，然后讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中觀察滑輪組的工作情況，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

過程：學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析滑輪組的機(jī)械效率，并提出改進(jìn)滑輪組結(jié)構(gòu)或操作方法的合理建議。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的判斷和評價(jià)能力。

過程：每組學(xué)生將討論結(jié)果進(jìn)行展示，其他學(xué)生和教師對其進(jìn)行點(diǎn)評，指出優(yōu)點(diǎn)和不足之處。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生對本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，鞏固所學(xué)知識。

過程：教師引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)滑輪組的工作原理和機(jī)械效率的概念及計(jì)算方法。學(xué)生整理筆記，加深對知識點(diǎn)的理解。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解并掌握滑輪組的工作原理：學(xué)生能夠解釋滑輪組中力的傳遞規(guī)律，理解滑輪組中動力和阻力的關(guān)系，以及如何根據(jù)物重和繩子段數(shù)計(jì)算力的大小。

2.掌握機(jī)械效率的概念：學(xué)生能夠理解機(jī)械效率的定義，掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，并能夠運(yùn)用機(jī)械效率的概念解釋實(shí)際問題。

3.提高實(shí)驗(yàn)操作能力：學(xué)生能夠熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器，正確進(jìn)行滑輪組的操作，測量滑輪組的高度和繩子段數(shù)，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析和解釋。

4.培養(yǎng)科學(xué)思維和問題解決能力：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的滑輪組工作原理和機(jī)械效率的概念，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并提出改進(jìn)滑輪組結(jié)構(gòu)或操作方法的合理建議。

5.增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力：在小組討論和實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生能夠與團(tuán)隊(duì)成員積極合作，分享自己的想法和觀點(diǎn)，并能夠傾聽和接受他人的意見，提高團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

6.提升自主學(xué)習(xí)能力：通過實(shí)驗(yàn)操作和小組討論，學(xué)生能夠主動思考問題，尋找解決問題的方法，提高自主學(xué)習(xí)的能力。

7.增強(qiáng)對物理學(xué)科的興趣：通過有趣的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際問題的討論，學(xué)生能夠增加對物理學(xué)科的興趣，激發(fā)進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的動力。典型例題講解1.例題一：滑輪組繩子的拉力計(jì)算

題目：一個重為20N的物體通過滑輪組提升，滑輪組由兩段繩子承擔(dān)，求滑輪組繩子的拉力。

解答：根據(jù)滑輪組的工作原理，滑輪組繩子的拉力等于物體的重力除以繩子段數(shù)。由于滑輪組由兩段繩子承擔(dān)，所以繩子的拉力為20N/2=10N。

2.例題二：滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算

題目：一個滑輪組提升一個重為20N的物體，已知滑輪組的高度為10m，繩子段數(shù)為4段，求滑輪組的機(jī)械效率。

解答：首先計(jì)算有用功，有用功等于物體的重力乘以高度，即20N*10m=200J。然后計(jì)算總功，總功等于繩子的拉力乘以繩子段數(shù)乘以高度，即10N*4*10m=400J。機(jī)械效率等于有用功除以總功，即200J/400J=0.5，所以滑輪組的機(jī)械效率為50%。

3.例題三：滑輪組機(jī)械效率的改進(jìn)

題目：一個滑輪組提升一個重為20N的物體，已知滑輪組的高度為10m，繩子段數(shù)為4段，求如何提高滑輪組的機(jī)械效率。

解答：根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式，提高機(jī)械效率的方法有減小摩擦、減小額外功等。例如，可以嘗試使用潤滑劑減小滑輪組間的摩擦，或者選擇更輕的繩子以減小額外功，從而提高滑輪組的機(jī)械效率。

4.例題四：滑輪組工作時(shí)間的計(jì)算

題目：一個滑輪組提升一個重為20N的物體，已知滑輪組的高度為10m，繩子段數(shù)為4段，求滑輪組提升物體的時(shí)間。

解答：首先計(jì)算有用功，有用功等于物體的重力乘以高度，即20N*10m=200J。然后計(jì)算總功，總功等于繩子的拉力乘以繩子段數(shù)乘以高度，即10N*4*10m=400J。機(jī)械效率等于有用功除以總功，即200J/400J=0.5。根據(jù)機(jī)械效率的定義，機(jī)械效率等于有用功除以總功，所以滑輪組提升物體的時(shí)間為200J/(10N*4*10m)=0.5s。

5.例題五：滑輪組機(jī)械效率的比較

題目：有兩個滑輪組A和B，滑輪組A由兩段繩子承擔(dān)，滑輪組B由三段繩子承擔(dān)，它們分別提升同一個重為20N的物體到相同的高度。已知滑輪組A的機(jī)械效率為60%，滑輪組B的機(jī)械效率為80%，求哪個滑輪組的機(jī)械效率更高。

解答：根據(jù)機(jī)械效率的定義，機(jī)械效率等于有用功除以總功。由于兩個滑輪組提升同一個重物到相同的高度，它們的有用功和總功的比例相同。所以，滑輪組B的機(jī)械效率更高，因?yàn)樗懈叩臋C(jī)械效率值。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

（1）請學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的滑輪組工作原理，設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案，測量滑輪組的機(jī)械效率，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（2）請學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，提出提高滑輪組機(jī)械效率的合理建議，并撰寫分析報(bào)告。

（3）請學(xué)生復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)的理論知識，總結(jié)滑輪組的工作原理和機(jī)械效率的計(jì)算方法，并繪制思維導(dǎo)圖。

2.作業(yè)反饋

（1）教師應(yīng)及時(shí)批改學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)的合理性和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性。對于存在的問題，教師應(yīng)給予具體的修改建議，如改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、精確測量數(shù)據(jù)等。

（2）在批改學(xué)生的分析報(bào)告時(shí)，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對提高滑輪組機(jī)械效率的方法的理解和運(yùn)用情況。對于提出的建議，教師應(yīng)評估其合理性和可行性，并給出改進(jìn)意見。

（3）在審閱學(xué)生的思維導(dǎo)圖時(shí)，教師應(yīng)檢查學(xué)生對滑輪組工作原理和機(jī)械效率計(jì)算方法的理解程度。對于表達(dá)不清楚或錯誤的地方，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修正，并加強(qiáng)鞏固。

教師應(yīng)定期與學(xué)生進(jìn)行交流，了解他們在作業(yè)完成過程中的困難和問題，并提供必要的幫助和指導(dǎo)。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生主動提出問題，積極參與課堂討論，提高他們的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的作業(yè)表現(xiàn)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和策略，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個性化發(fā)展，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。

教師應(yīng)定期對學(xué)生進(jìn)行評估，了解他們在學(xué)習(xí)過程中的進(jìn)步和成就，并給予肯定和鼓勵。同時(shí)，教師應(yīng)指出學(xué)生存在的不足之處，并給予改進(jìn)的建議，以促進(jìn)學(xué)生的持續(xù)進(jìn)步。板書設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課：

-滑輪組的定義和應(yīng)用

-滑輪組的工作原理：力的分解和傳遞

-滑輪組在生活中的實(shí)際應(yīng)用

2.機(jī)械效率的概念：

-機(jī)械效率的定義：有用功與總功之比

-機(jī)械效率的計(jì)算公式：η=有用功/總功

-機(jī)械效率的物理意義：衡量滑輪組工作效能的指標(biāo)

3.實(shí)驗(yàn)操作與觀察：

-滑輪組的組裝和操作步驟

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理方法

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解釋

4.提高機(jī)械效率的途徑：

-減小摩擦力：潤滑、選擇合適的滑輪材料

-減小額外功：優(yōu)化滑輪組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

-提高滑輪組的傳動效率：選擇合適的傳動比

5.課堂