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【教材分析】
《机械效率》是苏科版物理教材第十一章第五节的内容,是继功、功率之后另一个非常重要的物理概念.教材在之前已经安排了有关于各种简单机械和功的内容学习,《机械效率》是在此基础上的进一步延伸,也可以说是对这些内容的综合分析和实际应用,体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念.
教学目标
1.通过生活中的实例,知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系,并会辨析使用机械时的有用功、额外功和总功.
2.理解机械效率的概念.知道机械效率的计算公式,会计算动滑轮的机械效率.
3.知道机械效率的物理意义,知道实际的机械效率不可能是100%.
4.知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识.
教学重难点1.教学重点：
（1）知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系,能分析生活实例中的三种功.
（2）理解机械效率的概念.知道机械效率的计算公式,会计算动滑轮的机械效率.
2.教学难点：机械效率的物理意义及提高机械效率的实际意义和方法.
【学情分析】
学生在本节前学习了滑轮、杠杆、斜面等一些简单机械,知道这些机械使用过程中的特点,为本节内容的学习做好了铺垫.学生还学习了功的概念,会分析力做功,知道机械功的概念和计算方法,也了解了功的原理,这些都为学习机械效率奠定了知识基础.
另一方面,虽然工作、生活、学习中“效率”一词经常被提及,但学生对效率概念的理解是模糊的,非理性的.而且由于机械效率概念涉及到“总功”、“有用功”、“额外功”等概念,而功的概念本身又比较抽象,因而要区分并理解这些概念,对初中生来说,有一定的难度.要能轻松自如地解决有关机械效率的问题,关键是真正弄清有关概念,并能正确地加以区分,所以本教学设计以及实际教学中在有用功、额外功、总功的概念理解上花的时间比较多.
【教学过程】
1 问题情境
情境1：小明家新买了一套二楼的房子,装修的时候工人要把沙子运到楼上.今天我们在教室里模拟一下,有两堆同样重的沙子,分别装在一个轻质塑料桶和一个较重的铁桶里.有哪位同学愿意上来尝试把这两桶沙子提到桌面上吗?
学生上来搬运沙子.
师：能谈谈你两次搬沙子的感受吗?
生1：铁桶很重、很费劲.
（此处设计意图为创设情境,从生活中的实际问题引入课题,激发学生学习动机,同时活跃了课堂气氛.）
问题1：在搬沙子的过程中,该同学前后两次对沙子做的功和实际做的功一样多吗?为什么?
生2：对沙子做的功一样多,因为沙子重和被提升高度都相同.实际做的功不一样多,因为还要对桶做功.
情境2：PPT展示图片：同学背书包上楼
师：同学背书包上楼的过程中实际做的功和对书包做的功一样多吗?
生3：不一样.同学还要克服自身重力做功.
（通过搬沙子和背书包上楼两个情景,分析搬运过程中所做的功,学生感受到实际做的功和对物体做的功不一样多,进而引入有用功、额外功、总功的概念）
2 建构教学
2.1 有用功、额外功、总功
师：刚才的两个实例中我们的目的分别是把沙子和书包搬到高处,因此对沙子、书包做的功就叫做有用功.但在提沙子的同时,我们还不得不对桶或者人做功,但这个功又不是我们需要的,我们就把对桶做的功叫做额外功.而我们实际做的功就叫做总功.（板书：一、有用功（W有用）、额外功（W额）、总功（W总））那么总功与有用功、额外功之间有什么关系?
生4：W总等于W有用+W额
问题2：生活中有很多需要把物体搬运到高处的情景,请大家分析一下,有用功和额外功分别是对谁做的功?总功是哪个力做的功?为什么?
情境3：物理老师用器材篮把实验器材提上楼.
情境4：校园里,工人使用定滑轮把池塘底的淤泥提到岸上.
情境5：建筑工地上,工人使用动滑轮提升沙子到某一高度.
生5：老师提实验器材上楼时,对实验器材做的功是有用功,对器材篮和自己做的功是额外功.
生6：工人使用定滑轮把池塘底的淤泥提到岸上时,对淤泥做的功是有用功,对推车和克服摩擦做的功是额外功.拉力做的功是总功.
生7：工人使用动滑轮提升沙子到某一高度时,对沙子做的功是有用功,对动滑轮、口袋和克服摩擦做的功是额外功.拉力做功是总功.
（此处再提供三个学生能看到的、贴近生活的真实情境,通过分析这些具体实例,明确使用定滑轮、动滑轮等机械提升物体时所做的有用功、额外功及总功分别是什么）
问题3：如果我们使用动滑轮把重为G的物体提高h高度,作用在绳子自由端的拉力为F,绳端移动的距离为s,请问有用功和总功分别怎么表示?
生8：W有用等于Gh W总等于Fs
（此处让学生用公式表示有用功、总功,使学生的认识从定性逐渐过渡到定量,更加深入,为下面的学习做好铺垫）
情境6：有两种动滑轮,一个很大很重,一个较小较轻.如果使用它们分别提升1N的钩码升高相同的高度,你选择哪一个?可以上来试试.
（此处再次创设情境,用两轻重对比鲜明的动滑轮提升相同的重物给学生选择,强烈的对比给学生视觉上的冲击,激发学生的兴趣和好奇心.）
师：从有用功、额外功和总功的角度来说,你为什么选择这个轻的?
生9：因为提升相同的重物到相同的高度,有用功是一样的.但提升轻的物体所做的额外功较少,总功较少.
师：谢谢你.你刚才体验过了,但其他同学没有体验到,怎样向大家证实你的感觉是否可靠的?
巧设论文参考资料：
结论：巧设情境让学生主宰课堂为关于巧设方面的论文题目、论文提纲、巧设论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
