斜面机械效率教案

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一、设计理念

在本次课程改革中，让学生勤于动手、乐于探究是科学教学的显著特点。

在以前的教学中，滑轮组机械效率的测量难度大，实践很仓促；距离关系已经了解，测量的意义不大；功的关系问题变成了力的关系问题，不利于对机械效率的理解；而斜面的机械效率仅作为选学内容。

新的课程将斜面的机械效率作为一个探究教学的典型。斜面机械效率的测量不像滑轮组那样难度过大，这就为更多的同学提供了操作实践的机会。同时，有利于学生对机械效率普遍意义上的认识，加深对机械效率的理解。

为此，本节课的教学要充分抓住以上特点，特别重视操作前的设计准备过程、操作测量过程

和对数据的分析论证过程，充分体现动手和探究。同时，要营造自主、合作的探究氛围，体验合作学习的重要性。

二、教学目标

（一）知识与技能

让学生学习测量斜面的机械效率，提高操作技能，加深对机械效率的理解。

（二）过程与方法

通过斜面机械效率的实验探究，学习拟订实验方案（包括实验表格的设计、测量和操作要求等），学习实验数据的分析处理等。

（三）情感态度与价值观

在实验数据的测量记录与分析论证中，培养学生合作、严谨的科学作风。

三、重点与难点

学生设计测量斜面机械效率的的方案以及测量过程是重点，对测量数据进行分析论证是重点也是难点。

四、实验器材

实验小车、光滑木板、弹簧秤、米尺、木块、毛巾、玻璃板等。

五、教学过程

（一）从生活实例中提出问题

（先放一段录像，画面上有一些工人师傅边喊着口号边把一些沉重的货物沿着斜木板推上卡车。）

师：其中的木板有什么作用？

生：有了木板可以省力。

（老师说明木板作为斜面使用，是一种简单的机械，有广泛的应用。）

师：请学生思考一下：对木板有什么要求或者木板应该怎样放才能更省力？

生：只要使木板变得光滑一点；使木板长一点，倾斜角度小一些。

师：同学们说的都很有道理。那么利用斜面把同样的物体搬上同一高度，这些做法在做功方面会带来怎样的影响呢？或者说机械效率会发生怎样的变化呢？请大家讨论交流。

（二）猜想影响机械效率的因素

（学生讨论交流）

生：木板光滑，摩擦力小，可以少做额外功；木板长一点要做更多的功；倾角小一点可以少做功；木板光滑可以提高机械效率；木板倾角小一点可能提高机械效率，也可能降低机械效率或机械效率不变。

（三）设计机械效率的测量方法和要求

师：我们要通过实验来验证一下我们的猜想。请每个实验小组的组长和你们的组员商量一下怎样测定斜面的机械效率。

讨论后，每小组组长交流汇报各自的商量结果，总结测量斜面极限效率的方法：

（1）有用功的测量与计算……用米尺测出高度h，用弹簧秤测出小车重G量，然后根据W有用=Gh求有用功。

（2）总功的测量与计算……用米尺量出小车走过的路程s，读出弹簧秤的读数F，根据W总＝Fs求总功。

师：根据实验的目的，实验过程中我们还要关注什么？测量过程中，还要注意什么问题？

师生讨论，认识实验中要关注斜面的光滑程度、斜面的倾角，以及沿斜面匀速拉动物体、使弹簧秤读数稳定等。

师：刚才老师和每个小组一起讨论了各自的实验方案，以及实验中要注意的问题。接下来请每一组设计好实验记录的表格。

教师对实验的设计安排：

全班共分成8组，每一组约6人，只做1-2次实验测量。

小车的重量有三种，斜面的表面种类有三种，每组的小车重量和斜面表面种类是固定的。

学生进行实验，实验中教师有意识地指导几组学生按几种不同倾角进行实验，并及时纠正学生操作中出现的问题。

……

（四）分析与交流

师：刚才大家都已经完成了各自的实验操作，接下来就请各个小组汇总实验数据，进行分析交流。

各组学生将数据填入事先准备好的表格中，并进行讨论，寻找规律。

学生一般能总结出以下结论：

（1）光滑程度相同时，木板的倾斜角度越小，机械效率越小。

（2）木板的倾斜角度相同时，木板越光滑，机械效率越大。

在此基础上，让学生分析交流个别组的实验数据存在的问题和原因，例如弹簧秤的校零问题，小车的轮子是否灵活，拉力的方向是否沿着斜面等等。

进一步分析和猜想，是否有其他新的发现，例如斜面的机械效率与小车重力的关系等等。

（五）总结与作业

学生总结本次实验探究中的收获，以及哪些地方要进一步加强学习研究。

布置学生完成“动手动脑学物理”。

点评：这一节课围绕斜面的机械效率的实验测量，来加深学生对机械效率的理解，锻炼操作技能，同时提高方案设计和分析论证等实验探究能力，能起到实验教学独特的教学效果。

突出实验测量方法的设计。分组操作过程让学生集中精力操作1-2次，有利于学生对知识的理解和对实验操作技能的提高。如果学生的基础不好，还可以先进行斜面机械效率的计算，为实验的设计和操作打下必要的基础。

把探究的任务分解，让各小组分担部分探究实验，既节约了时间，又体现了合作探究的科学精神。本次实验方案没有用课本中习惯的控制变量的探究方法进行，可以更好地体现研究问题的一般方法，避免走形式，搞教条，防止另一种形式的知识传授与灌输，有利于提高学生的分析论证等探究能力。

当然，如果学生基础较好，条件允许，将滑轮组机械效率的测定实验结合进去，让学生对一般意义上的机械进行机械效率的探究，将更有利于学生理解知识，把握科学知识、规律的普遍意义。