11.4 机械效率 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《机械效率》教学设计

一、教学背景分析

（一）教材分析

前面已经学习了有关简单机械和功的内容，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运用。

本节教学过程中，需要引导学生结合实例学习有用功、额外功、总功、机械 效率等概念，能进行简单计算，知道机械效率小于 1 的原因，从而顺利完成测量 滑轮组机械效率的实验探究。

机械效率一节属于能量主题下的内容，对拓展学生的节能意识和综合实践能 力有着重要的指导意义，对学生学习和理解热机的效率、炉子的效率及太阳能热 水器、电动自行车等的能量利用率和转化率都起着积极作用。

（二）学情分析

由于机械效率的概念涉及总功、有用功、额外功等概念，而功的概念本身又 比较抽象，要区分并理解这些概念，对初中生来说有一定的难度。要想轻松自如 地解决有关机械效率的问题，关键是真正弄清有关概念，并能正确加以区分。在 实际教学中，可以多花些时间带领学生理解有用功、额外功、总功的概念。

二、教学设计思路

本节分为两个教学板块：（1）有用功和额外功；（2）机械效率。

本节内容共分为 2 个课时。

本节知识内容主线是：通过把 100 N 的沙子运到三楼的三种不同做功方法， 引出有用功、额外功、总功的概念；通过分析总功与有用功和额外功的关系，引 出机械效率的概念；通过对搬运沙子的实例分析，引出提高机械效率的方法；通 过测量滑轮组的机械效率，分析实验数据，得出影响滑轮组机械效率的因素。

三、教学目标

【物理观念】了解有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系，知道机 械效率；了解提高机械效率的意义和途径，能用机械效率解释日常生活中的现象 并解决有关的实际问题；能在测量滑轮组的机械效率实验中深化对机械效率及滑 轮组的认识，并能将实验方法迁移到测量其他机械效率的实验中。

【科学思维】通过机械效率的学习进一步认识杠杆、滑轮等理想模型；在利 用机械效率分析和解决问题的过程中提出自己的见解，培养科学推理能力。

【科学探究】能基于观察，提出“汽车加润滑油的目的是什么 ”等科学探究 问题；基于分析，提出“会有一些机械‘费功 ’吗 ”等问题；在测量滑轮组的机 械效率中，能正确使用弹簧测力计测量力的大小，能正确使用刻度尺测量距离， 能利用收集的数据进行分析、得出结论，能对实验过程进行交流、评估和反思。

【科学态度与责任】了解机械效率是衡量机械性能的重要指标；对提高各种 类型机械的效率产生浓厚兴趣，在测量滑轮组机械效率的实验中具有严谨认真、 实事求是的科学态度；了解碳达峰、碳中和的意义，具有保护环境、节约资源、 促进可持续发展的责任感。

四、教学重难点

（一）教学重点

结合实例认识有用功、额外功、总功；理解机械效率的概念，会利用公式进 行有关计算。

（二）教学难点

会分析影响做功过程中机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。

（第 1 课时）

一、新课引入

生活中，会定期给自行车车轴和链条上机油，汽车也要定期更换润滑油。这 样做的目的是什么？使用机械不省功，使用机械有没有可能更“费功 ”？

设计意图：结合生活实际创设情境 ，落实从生活走向物理的课程理念，激发 学生求知欲。

二、新课教学

问题一：有用功、额外功、总功

活动 1 ：理解有用功、额外功、总功。

创设情境：小明家最近买了新房，在三楼。小明的爸爸想把洗手间装修一下， 需要把重 100 N 的沙子运上三楼。下图是某小组帮小明爸爸设计的三种办法，讨 论分析哪种办法最好。

 

设计意图： 引导学生分析每种情况下所需做的功。

提出问题：

（1）哪部分功是我们需要的？

（2）哪部分功是我们不需要但不得不做的？

（3）总共做的功等于多少？怎样计算？

（4）哪种方法最好？为什么？

阅读教科书相关内容，找出有用功、额外功及总功的概念。指出上述三种方 法中的有用功和额外功，计算三种方法的有用功和额外功，最后再分别计算总功， 填入表格。