斜面機械效率教案
時間:2022-02-23 11:17:00
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一、設計理念
在本次課程改革中,讓學生勤于動手、樂于探究是科學教學的顯著特點。
在以前的教學中,滑輪組機械效率的測量難度大,實踐很倉促;距離關系已經(jīng)了解,測量的意義不大;功的關系問題變成了力的關系問題,不利于對機械效率的理解;而斜面的機械效率僅作為選學內(nèi)容。
新的課程將斜面的機械效率作為一個探究教學的典型。斜面機械效率的測量不像滑輪組那樣難度過大,這就為更多的同學提供了操作實踐的機會。同時,有利于學生對機械效率普遍意義上的認識,加深對機械效率的理解。
為此,本節(jié)課的教學要充分抓住以上特點,特別重視操作前的設計準備過程、操作測量過程
和對數(shù)據(jù)的分析論證過程,充分體現(xiàn)動手和探究。同時,要營造自主、合作的探究氛圍,體驗合作學習的重要性。
二、教學目標
(一)知識與技能
讓學生學習測量斜面的機械效率,提高操作技能,加深對機械效率的理解。
(二)過程與方法
通過斜面機械效率的實驗探究,學習擬訂實驗方案(包括實驗表格的設計、測量和操作要求等),學習實驗數(shù)據(jù)的分析處理等。
(三)情感態(tài)度與價值觀
在實驗數(shù)據(jù)的測量記錄與分析論證中,培養(yǎng)學生合作、嚴謹?shù)目茖W作風。
三、重點與難點
學生設計測量斜面機械效率的的方案以及測量過程是重點,對測量數(shù)據(jù)進行分析論證是重點也是難點。
四、實驗器材
實驗小車、光滑木板、彈簧秤、米尺、木塊、毛巾、玻璃板等。
五、教學過程
(一)從生活實例中提出問題
(先放一段錄像,畫面上有一些工人師傅邊喊著口號邊把一些沉重的貨物沿著斜木板推上卡車。)
師:其中的木板有什么作用?
生:有了木板可以省力。
(老師說明木板作為斜面使用,是一種簡單的機械,有廣泛的應用。)
師:請學生思考一下:對木板有什么要求或者木板應該怎樣放才能更省力?
生:只要使木板變得光滑一點;使木板長一點,傾斜角度小一些。
師:同學們說的都很有道理。那么利用斜面把同樣的物體搬上同一高度,這些做法在做功方面會帶來怎樣的影響呢?或者說機械效率會發(fā)生怎樣的變化呢?請大家討論交流。
(二)猜想影響機械效率的因素
(學生討論交流)
生:木板光滑,摩擦力小,可以少做額外功;木板長一點要做更多的功;傾角小一點可以少做功;木板光滑可以提高機械效率;木板傾角小一點可能提高機械效率,也可能降低機械效率或機械效率不變。
(三)設計機械效率的測量方法和要求
師:我們要通過實驗來驗證一下我們的猜想。請每個實驗小組的組長和你們的組員商量一下怎樣測定斜面的機械效率。
討論后,每小組組長交流匯報各自的商量結果,總結測量斜面極限效率的方法:
(1)有用功的測量與計算……用米尺測出高度h,用彈簧秤測出小車重G量,然后根據(jù)W有用=Gh求有用功。
(2)總功的測量與計算……用米尺量出小車走過的路程s,讀出彈簧秤的讀數(shù)F,根據(jù)W總=Fs求總功。
師:根據(jù)實驗的目的,實驗過程中我們還要關注什么?測量過程中,還要注意什么問題?
師生討論,認識實驗中要關注斜面的光滑程度、斜面的傾角,以及沿斜面勻速拉動物體、使彈簧秤讀數(shù)穩(wěn)定等。
師:剛才老師和每個小組一起討論了各自的實驗方案,以及實驗中要注意的問題。接下來請每一組設計好實驗記錄的表格。
教師對實驗的設計安排:
全班共分成8組,每一組約6人,只做1-2次實驗測量。
小車的重量有三種,斜面的表面種類有三種,每組的小車重量和斜面表面種類是固定的。
學生進行實驗,實驗中教師有意識地指導幾組學生按幾種不同傾角進行實驗,并及時糾正學生操作中出現(xiàn)的問題。
……
(四)分析與交流
師:剛才大家都已經(jīng)完成了各自的實驗操作,接下來就請各個小組匯總實驗數(shù)據(jù),進行分析交流。
各組學生將數(shù)據(jù)填入事先準備好的表格中,并進行討論,尋找規(guī)律。
學生一般能總結出以下結論:
(1)光滑程度相同時,木板的傾斜角度越小,機械效率越小。
(2)木板的傾斜角度相同時,木板越光滑,機械效率越大。
在此基礎上,讓學生分析交流個別組的實驗數(shù)據(jù)存在的問題和原因,例如彈簧秤的校零問題,小車的輪子是否靈活,拉力的方向是否沿著斜面等等。
進一步分析和猜想,是否有其他新的發(fā)現(xiàn),例如斜面的機械效率與小車重力的關系等等。
(五)總結與作業(yè)
學生總結本次實驗探究中的收獲,以及哪些地方要進一步加強學習研究。
布置學生完成“動手動腦學物理”。
點評:這一節(jié)課圍繞斜面的機械效率的實驗測量,來加深學生對機械效率的理解,鍛煉操作技能,同時提高方案設計和分析論證等實驗探究能力,能起到實驗教學獨特的教學效果。
突出實驗測量方法的設計。分組操作過程讓學生集中精力操作1-2次,有利于學生對知識的理解和對實驗操作技能的提高。如果學生的基礎不好,還可以先進行斜面機械效率的計算,為實驗的設計和操作打下必要的基礎。
把探究的任務分解,讓各小組分擔部分探究實驗,既節(jié)約了時間,又體現(xiàn)了合作探究的科學精神。本次實驗方案沒有用課本中習慣的控制變量的探究方法進行,可以更好地體現(xiàn)研究問題的一般方法,避免走形式,搞教條,防止另一種形式的知識傳授與灌輸,有利于提高學生的分析論證等探究能力。
當然,如果學生基礎較好,條件允許,將滑輪組機械效率的測定實驗結合進去,讓學生對一般意義上的機械進行機械效率的探究,將更有利于學生理解知識,把握科學知識、規(guī)律的普遍意義。