教学整合设计宝藏学校:余建宏2007-6-14
关于《提高机械效率》
关于《提高机械效率》的教学整合设计 宝藏学校: 余建宏
在《提高机械效率》的教学中,总感到教学时间较紧,内容较多,同时学生感到抽象、困难。也容易和前面学习的功率，机械的省力情况容易混淆，为了使本了内容的教和学达到活化浅化，提高教学效率。笔者通过长期的教学，对本节的几个重要实验进行整合。通过实践证明效果颇佳。
教材中介绍有用功，额外功和总功时，使用的机械是动滑轮，目的在于由浅及深，由易到难，笔者在教学中将动滑轮改用３０的滑轮组。
将每个重为0.5N的两个钩码,即G=1N的物体提升h=0.2m 实验1:直接用弹簧测力计将重物提升,F=1N ,S=0.2 m拉力所做的功
W=FS=1N×0.2m=0.2J
F 图９－
G 实验2:用滑轮组将同样的重物提升同样的高度,测得F/=0.5N,S/=0.6m拉力所做的功
W/=F/S/=0.5N×0.6m=0.3J
G F/ 比较实验一和实验二,可以发现F>F/,这正是我们使用滑轮组可以达到省力的目的.但是我们比较W和W/,发现W/>W,虽然我们使用滑轮组省了力,但是却多做了功,分析原因是因为滑轮组提升重物的同时,
还克服了动滑轮的重量和绳与滑轮的摩擦力做了功,从而引出有用功,额外功,总功的概念,同时也为学习“提高机械效率的方法”作好准备.
以上所有问题,学生都能在教师的引导下通过计算或讨论而得到答案.
由于机械重量和摩擦总是存在的,所以有用功只占总功中的一部分.
为了反映机械做功性能的好坏程度 ,所以在物理学中引入了“机械效率”这一概念.
η = W有/W总×100％
学生动手计算实验2中的滑轮组的机械效率为 η = W有/W总×100％=0.1J/0.15J=67%
实验3:将滑轮组下的钩码增加一个, 即G=1.5N,使重物升高h=0.1m 测得F=0.7N,S=0.3m
G 将实验2和实验3所测算的数据填入表中 拉F/N 1 0.5 2 0.7 3 0.7
力拉力上升的总功钩码重钩码上升的有用机械效距离S/m 0.6 0.6 0.9 W/J 0.3 0.42 0.63 G/N 1 1.5 1.5 高度h/m 0.2 0.2 0.3 功W/J 率η 0.2 0.3 0.45 67% 71% 71% 比较次数1和次数2的数据发现,两次的机械效率不同,是因为第2
次增加物重,当额外功一定时,增加有用功,可以提高机械效率,比较次数2和次数3数据,发现机械效率的高低与重物升高的距离,即做功的大小无关.
根据机械效率的定义,当有用功一定时,可以通过减小机械重和摩擦,可以提高机械效率.
拓展:若完成实验1所用时间为2s,完成实验2所用时间为1s,那么 P1=W1/t1=0.3J/1s=0.3W P2=W2/t2=0.42J/2s=0.21W
可以发现, 机械效率的高低与动力所做功的功率大小无关. 补充:机械效率的高低与机械的省力情况无关.
推广: 学生思考:怎样测算杠杆,斜面等其他机械的效率? 在本节的教学中,实验教学是突出本节重点和难点的关键.通过收集数据.学生从收集的数据分析得出结论,使学生掌握必备的基础知识,掌握必须的学习技能,学习方法,同时培养实事求是的科学态度和精神.
教师在设计本节教学时,不应照搬教材,解释性地执行教材,而是理解性地发掘教材,重组教材,扩充教材,取舍教材,和丰富发展教材,不能将教材当圣经,应该是根据学生和学校具体实际,合理地整合教材,以达到事半功倍的效果.
关于机械效率的教学整合设计(已发表)
