机械效率是学生在学习过程中的一个难点 (2)

1、2、理解总功、有用功和额外功三个概念，是解决机械效率问题的关键。你能想到哪些办法帮助学生建构总功、有用功和额外功这三个概念？请设计一个你认为最佳的教学片段，并说明操作要点和设计意图机械效率是学生在学习过程中的一个难点，准确而迅速地求出机械效率关键在于对有用功、额外功和总功的正确理解。功的原理告诉我们，使用任何机械都不省功。实际上，由于机械本身受到重力作用和机械零件的摩擦，不但不能省功，反而不可避免地要多做一些我们不需要的但又不得不做的额外功。在实际做功时，额外功虽然不可避免，但我们可以通过改进做功方式、方法和改进机械的性能而尽量减小它。利用机械工作时，人们为达到某项目的所必须做的，对人们有用的

2、功叫有用功。有用功和额外功的总和叫总功。三者之间的关系是：W总=W有+W额。如何辨别有用功、额外功和总功呢？这一个定义都是描述性的，有几个词必须注意，“有用”，“没有用”、“不得不”。在教学时必须让学生明白这几个词，同时可以从机械做功的目的去分析。先判断有用功与总功。一般来说，动力对机械做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。在初中物理学习的简单机械中，机械所做的有用功，通常都是提起重物时克服物体重力所做的功,即W有=G物h；动力对机械所做的总功就是动力F与动力移动距离s的乘积，即W总=Fs（斜面中为FL）。在滑轮组问题中，不计摩擦的情况下，其额外功的原因是克服动滑轮重力所做的功，即W额=G动

3、h；在斜面问题中，额外功的原因是克服物体与斜面间摩擦而做的功，即W额=fL（其中f为物体与斜面间的摩擦力，L为斜面长）。掌握有用功、额外功、总功这三个概念以及他们三者间的关系，是解决机械效率的关键问题。我在教学中特意设计了这样一个教学片段，让学生根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题，采用讨论交流，实验探究的方法，运用长木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、细线、棉布、多媒体辅助教学课件等教具和媒体，让学生理解机械效率及其应用。1、创设情境 导入课题教师提问：小明家要对楼房进行装修，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？学生小组讨

4、论后自由回答：把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上；在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上。针对学生的回答，教师把学生的思路引导到本节课的教学内容上。2、实验探究教师提问：假如用动滑轮提升沙子，用媒体显示提沙子的过程。在学生观察思考后，教师提问：对谁做的功是我们需要的？生：对沙子做的功。教师提问：哪部分功是我们不需要，但不得不做的？生：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。教师提问：一共做了多少功？生：有用功与额外功之和。教师提问：假如用斜面推沙子（媒体显示），有用功、总功、额外功各是多少？学生计算回答教师提问：假如我们用下面三种方法搬运沙子（媒体显示），你认为哪一种方法

5、最好？为什么？生：讨论回答。（第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少。）教师小结：在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。（板书机械效率：有用功在总功中所占的比例）表示机械效率；W有表示有用功；W总表示总功。那么，机械效率应该怎样表示？生：讨论回答。教师提问：观察计算结果，对“机械效率”，你能发现什么？生：讨论回答。（机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。）教师总结：同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗？请同学们再来观察用斜面推物体的情景（媒体显示）。生：观察思考。教师引导：下面我们探究斜面的机械效率（板书探究：斜面的机械效率。）通过观察上面

6、用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提出什么问题？生：提出问题：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系？斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系？教师引导：请同学们猜想上面提出的问题。生：做出猜想。在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机械效率越大。教师引导：请同学们根据提出的问题和做出的猜想，每一小组选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的方案。生：小组讨论，设计实验的方案。教师提问：下面请同学们根据设计的实验方案，选择桌面上的器材进行实验。生：小组实验，同时设计表格记录数据。教师提问：分析实验数据，你能得出什么结论？生：小组回答。师：回想实验的过程，影响实验的误差是什么？生：讨论回答：在此实验中不能控制好木块的匀速运动，测量长度和拉力大小是容易出现误差。三、课堂小结师：通过本节课的学习，你有哪些收获？生：思考回答。（1有用功、额外功、总功；2机械效率：定义、公式、计算；3探究：斜面的机械效率。）设计意图：1、通过创设情