华博物理

机械效率的教学设计

                                      

作  者：刘德华（湖北省钟祥市东桥中学）
           

        一、揭示矛盾，引入研究课题
       上课开始，教师出示事先准备的一组程序题（用投影片或印发题卡片），用投影片（课件）显示时，应该注意逐题显示．先露出第1题：
       习题：现要将重200N的物体匀速提升2m．
       1.人直接用手提，应该施力_____N，做功_____J．
       学生回答后再显示第2题（学生练习）．
       2.如果用如图所示的滑轮组提升重物，在不计动滑轮重和摩擦的情况下，人作用在绳子自由端的拉力大小是_______N，这个力做功_________J．
       教师：比较1、2两题中功的数值，得到"两功相等"．
       再显示3、4、5、6题（学生练习）．
       3.如果所用滑轮组重50N，不计摩擦，人在绳子自由端的拉力大小为______N，这个力做功_______J．
       4.从2、3两题可以看出，人因提起动滑轮多用力_______N，多做功________J．
       5.由于摩擦原因，人实际所用的拉力是145N，人利用滑轮组提起重物所做的功为______J．
       6.从3、5两题数据看出，人因克服摩擦多做的功为_____J．
      教师：从5题与1题功的数据来看，人实际利用滑轮组提起重物所做的功跟直接用手提升重物所做的跟相等吗？（学生："不等"），这与功的原理中说的"两功相等"相矛盾，问题何在？这节课，我们来研究这一问题。
      二、解决矛盾，建立"三功"概念
       程序题的完成为"额外功"等概念的建立奠定了基础．
      教师：功的原理中所说的"两功相等"是有条件的，即在不计机械结构重和不计摩擦条件下．这里的"两功不等"是因为除提升重物需要做400J的功以外，还要提升动滑轮做功100J、克服摩擦做功80J，这样合起来要多做功180J．所以，人实际利用滑轮组提起重物所做的功（580J）比直接用手提做的功（400J）要多．
      再分析这几部分功对于提升重物起的作用，建立"有用功""额外功"和"总功"的概念以及给出这三个功的关系．板书设计如下：

     
       三、深化认识，讲授"机械效率"
        总功与有用功、额外功三者关系的确立，为机械效率概念的讲授铺平了道路．这时教师可引导学生认识"由于额外功的存在，有用功只占总功的一部分"，然后提问："利用机械提起重物做功的时候，我们期望有用功占总功的比例大好，还是小好呢？"学生回答："越大越好"．这时教师要把握时机："看来有用功跟总功之比值能够反映机械做功的有效程度，是衡量机械性能优劣的因素之一，因此，物理学中把有用功跟总功的比值作为一个物理量，叫做机械效率．"（这时板书课题 "三、机械效率"）． 
        (本文刊登于《中学物理》1996年第4期13－14页) 

       返回主页

【作者: 湖北刘德华】【访问统计:】【2005年03月10日 星期四 13:05】【注册】【打印】