北师大版八年级物理下册第9章第5节探究—使用机械是否省功教案 (1).docx

第五节探究使用机械是否省功 【教学目标】 1.知识与技能通过探究活动，知道使用任何机械都不省功.通过探究活动，理解机械效率.2.过程与方法经历探索使用机械能不能省功的实验过程，培养观察能力，体会实验研究方法.在实验探究过程中,培养同学们设计实验、收集实验数据,从实验中归纳科学规律的能力.3.情感、态度与价值观通过探究性物理学习活动，体验探究的乐趣.在实验探究过程中，培养尊重实验事实的科学态度.【教学重点】有用功、额外功、总功和机械效率的概念。【教学难点】学生实验的操作过程和数据的测量。【教学过程】一、新课引入通过PPT展示图片9-5-1，请学生观察这几幅图片并思考：生活中为什么要使用这些工具，而不是直接用手解决？ 图9-5-1学生思考后回答出使用工具可以省力或省距离，紧接着教师引导学生回忆力与沿力方向上移动的距离的乘积是做功的多少，从而提出问题：使用机械能省功吗？二、进行新课（一）探究使用机械是否省功1、教师演示教师明确以简单机械中的动滑轮为例，来探究使用动滑轮是否省功。教师提问：使用动滑轮是否省功是与什么情况下做的功对比？引导学生说出是与不用机械直接提升时所做的功进行对比。教师提问：测量做功的多少时，需要测量哪些物理量？需要哪些测量工具？由此引导学生选择合适的器材，设计出实验的具体步骤，并设计记录数据的表格，如课本上的图9-35及表9-5所示。教师将实验器材提前组装好，让学生边观察边思考实验操作中有哪些注意事项，在同学的交流和教师的引导下总结出以下几点：提升物体时要缓慢，尽量保持物体匀速直线上升；测力计提供的拉力大小要在提升过程中读数；测量物体和测力计（绳端）上升距离时，要记录初始位置和末位置所对的刻度，再计算提升的距离。2、学生探究，教师指导（1）明确实验目的是研究使用滑轮提升重物时能不能省功？即手对或滑轮做的功与滑轮对重物做的功是否相等.（2）明确实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重.手对动滑轮的拉力由弹簧测力计测出.钩码重Gmg.（3）测量砝码提升的高度和手 移动的离时，把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置.当用动滑轮提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s （米）.（4）参照课本内容组装实验器材，将实验结果填入课文表格中，写出实验结论.实验中注意事项；在实验中要将距离测量的准确些.来源:学科网会将细绳绕在滑轮上.尽可能 在竖直方向上使用弹簧秤.弹簧秤的示数要用牛顿表示.拉动的过程中，尽可能使物体匀速上升.可将各数据填入书中表格内.注意分析实验中所出现误差的原因.学生进行实验,记录数据,教师巡视,解决学生实验过程中出现的问题。3、实验分析（1）学生报告实验记录数值和实验结论.教师将几组数值记于黑板一上.来源:ZXXK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）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，不考虑摩擦和动滑轮重时动力做的功是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.利用机械工作时对人们有用的功叫有用功问：本实验中的有用功是多少？答：W有Gh5牛0.5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.有用功与额外功的总和叫总功”问：本实验中总功是多少？来源:学&科&网Z&X&X&K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.学生通过分析数据,发现使用动滑轮提升物体所做的功大于直接提升物体所做的功。教师提问：为什么用动滑轮提升物体不仅不省功,还多做了一些功？学生交流讨论后得出多做的功是用来提升动滑轮和克服动滑轮的轴摩擦的。教师再次给出使用其他机械做功时的图片，如图9-5-2所示图9-5-2图9-23甲乙丙丁 请学生分析，使用其他机械能省功吗？4、学生实验：探究-使用杠杆、斜面是否省功学生利用实验器材，分小组进行探究-使用杠杆、斜面是否省功。学生收集实验数据，并分析数据，获知使用杠杆、斜面也不能省功。教师通过PPT展示通过斜面提升物体和用杠杆提升物体的图片及测得的实验数据，总结得出：使用其他机械也不能避免克服摩擦、机械自重等因素做功,也就是使用任何机械都不能省功。（二）机械效率教师以动滑轮为例说明：动滑轮对物体所做的功是有用的，是我们的目的，把这部分功叫做有用功（W有用）；提升物体时，不可避免的要对动滑轮本身做功和克服摩擦做功，把这部分功叫做额外功（W额外）；有用功和额外功的总和叫做总功（W总），即W总W有用W额外。学生交流讨论：若用桶盛满水后，从一楼搬到五楼，现有容积相同的塑料桶与铁桶，你会选择哪个桶提水？学生分析这个情景中人所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功。教师从“提水的目的”角度，引导学生分析得出对水做的是有用功，对桶所做的功是额外功，人提力所做的功是总功，从而巩固有用功、额外功、总功的概念。学生交流讨论后说出自己的选择和依据，在讨论中教师引导着分析出有用功占总功比例越高，额外功占总功越少的机械性能越好，逐渐体会效率的含义，最后给出机械效率的定义：=。结合前面总结的使用任何机械都不能省功的结论推理出实际使用的机械，机械效率都小于1。【课堂小结】（1）通过实验发现：使用动滑轮不省功（2）大量实验表明：使用任何机械都不能省功（3）机械效率： 。 有用功（W有用）：对物体所做的功（目的）。 额外功（W额外）：不可避免的对机械本身和克服摩擦做的功。 总功（W总）：W总W有用W额外。【板书设计】探究使用机械是否省功一、使用机械不省功1有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功.2额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功.3总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功.二、机械效率机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率.机械效率： 。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.7