初二下册物理（北京版）-探究影响滑轮组机械效率的因素教案

科目物理教材北京版学段八年级下册授课教师学校时间本课标题探究影响滑轮组机械效率的因素教学目标设计知识与技能理解有用功、总功的概念会使用弹簧测力计和刻度尺测量滑轮组的机械效率理解物重、动滑轮重和滑轮与轴的摩擦可以影响滑轮组机械效率过程与方法1.通过猜想、测量、验证不同滑轮组的机械效率不同，以及进一步探索同一滑轮组机械效率是否相同的过程，体会科学探索的过程；2.通过对滑轮组额外功的测量、对比和分析，培养学生记录数据、分析数据的能力。情感态度与价值观1.让学生体会，在实际测量中，要尊重实验客观事实。在认识事物和探索的规律的过程中抓住主要矛盾忽略次要矛盾的重要性。2.在探究滑轮组机械效率的过程重，体会机械的使用对社会发展的作用，意识到提高机械效率的必要性。教学重点有用功和总功的讲解测量动滑轮对物体的拉力记录、分析实验数据教学难点1．如何测量滑轮对重物拉力2．探究滑轮组机械效率与物重是否有关时，避免循环论证教学流程比较不同滑轮组做相同有用功时的机械效率比较不同滑轮组做相同有用功时的机械效率分析、猜想、验证影响滑轮组机械效率不等因素比较相同滑轮组做不同有用功时的机械效率分析、猜想、验证影响滑轮组机械效率不等因素测量滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率与动滑轮重有关滑轮组的机械效率与物重有关与提升物体高度无关问题解疑学以致用小结实际测量中，不能忽略次要因素。探究规律是可抓住要因素忽略次要因素教学环节教师活动学生活动教学说明不同滑轮组做相同的有用功机械效率是否相同问题：不同滑轮组，做相同的有用功机械效率相同吗？验证猜想：测量两滑轮组机械效率问题：如何测量滑轮组的机械效率分析学生方案回顾机械效率：滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值，总功是外界对滑轮组的输入功，此时是人手对滑轮组的拉力F做的功，等于绳子末端受到的拉力F乘以绳子末端被拉过的距离S。滑轮组对外输出的功叫做有用功，那么有用功是哪个力做的功呢？显然是动滑轮对外的拉力T做的功是有用功。三种情景下的拉力T的大小分析情景一中如果物体在变速上升的过程中，动滑轮对物体的拉力T不等于G,只有使物体匀速上升，动滑轮对物体的拉力T=G，所以这种情景下要想测量滑轮组的机械效率，必须让重物匀速上升。情景二中当重物在水中匀速上升时，动滑轮对物体的拉力T=G-F浮，情景三中物体匀速前进时，动滑轮对物体的拉力T=f滑经过上面的分析我们可以得出，这位同学说的测量机械效率的方法并不准确，其原理应是η=Th/FS。【实验一】测量两滑轮组的机械效率T/N44h/m0.10.1W有/J0.40.4F/N1.61.8S/m0.30.3W总/J0.480.54η83.3%74.1%【实验表格】从数据我们可以看出，这两个滑轮组的机械效率不同，同学们你们都猜对了吗？猜想实验原理：η=Gh/FS实验方法：用测力计分别测出物重G和绳子末端拉力F，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳端上升的距离S对物体进行受力分析加深学生对有用功的理解培养学生的质疑精神增加学生多角度思考问题的意识问题1.这两个滑轮组的机械效率为什么不同呢？问题2.造成额外功不同的原因有哪些呢？【实验二】探究滑轮组机械效率于动滑轮重是否有关测量一下动滑轮的重力。实验结论：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，动滑轮重力是影响额外功的主要因素从机械效率的角度分析润滑油的作用两个滑轮组的有用功相同，那影响机械效率不等的原因就出在额外功，1号滑轮组的额外功是0.08焦耳，2号滑轮组的额外功是0.14焦耳（表格数据展示）在这个过程中额外功来源于克服动滑轮重轮和绳重做功、克服轮与轴的摩擦做功。很显然甲乙两滑轮组的动滑轮重力不同对比克服动滑轮做的额外功和总额外功培养学生分析数据的能力培养学生数据分析能力后面的教学做铺垫增强学生应用物理知识解决生活中问题的意识。相同滑轮组机械效率是否相同问题1：不同的滑轮组机械效率不同，那么相同的滑轮组机械效率相同吗？【实验三】使用相同滑轮组对外输出的有用功不同实验（物重和高度都不同），计算出两次的机械效率，发现机械效率不同问题2：造成滑轮组机械效率不同的原因是什么？问题3：造成有用功不同的原因是什么？问题4：是物重和提升的高度都影响滑轮组的机械效率吗?还是只有其中一个因素影响？我们还需要进一步的实验。【实验四】相同滑轮组，保持提升高度不变，改变物体的重力大小实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关，且同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大。【实验五】相同滑轮组，提升物重相同，提升高度不同实验结论：滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关。学生思考有用功不同物重和提升的高度观看实验记录数据培养学生归纳总结能力。提高滑轮阻的机械效率方法问题：如何提高滑轮组的机械效率通过减小动滑轮重力可以减小额外功，增大提升物体的重力，以增加有用功在总功中所占的比例可以提高滑轮组的机械效率。对前面实验的巩固问题思考测量滑轮组的机械效率不需要使用刻度尺，也不需要组装滑轮组。利用η=G物/G物+G动，这种方法是否可行？【实验六】对比实验（学生方法与常规方法对比）分析学生方法不对的原因【实验七】滑轮组静止时和匀速运动时，绳子末端拉力大小比较实验结论：在测量实验时，要尊重实验事实，次要因素不能忽略回顾实验四：没有做到完全的控制变量，在科学探究的过程重，抓住主要因素，忽略次要因素思考疑惑分析数据设置冲突，探寻本质让学生体会科学的严谨性学生体会理想模型的应用体会测量性实验和探究性实验的区别学以致用问题：设计实验探究滑轮组的机械效率与滑轮组的绕绳方式是否有关提供的器材有，滑轮若干，钩码一盒，细线、两种测力计（弹簧测力计和拉力传感器）【实验八】探究滑轮组的机械效率与滑轮组的绕绳方式是否有关实验结论：滑轮组的机械效率与滑轮组的绕绳方式无关。理论推导学生设计实验（1）用测力计测出一个钩码的重力，在带有刻度尺的背板上组装滑轮组，在滑轮组下挂一个钩码，用拉力传感器拉在绳子末端，记下钩码和绳子末端的位置；（2）匀速提升钩码，从传感器中读出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子末端上升的距离s。记录到表格中。（