物理概念形成過程的教學范文

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1重點、難點及教學資源

重點:有用功、總功、額外功及機械效率的概念．難點:額外功判斷、提高機械效率的途徑．教學資源:PPT課件;鐵架臺，動滑輪，細繩，鉤碼，彈簧測力計，刻度尺．

2教學過程

2．1提出問題教師提出問題:學校買來了一批物理實驗器材，要將實驗器材從一樓運到三樓物理實驗室．請問:你如何較省力地把這些器材運

到三樓?(說明:該設問體現“從生活走向物理”的教學理念)學生:可用簡單機械，如滑輪組，或杠桿，或斜面，或輪軸．教師:今天，我們首先從最簡單的動滑輪提升物理實驗器材開始學習討論相關問題(如圖1)．教師提出問題:動滑輪對貨物做功與手通過細繩對機械做功相等嗎?請各位同學猜想，并說出猜想的依據．

2．2猜想與假設學生提出猜想及依據:動滑輪對貨物做功與手對貨物做功不相等，使用機械做功大小可能比手對貨物做功大，因為使用機械做功不僅包括提升貨物所做的功，還包括提動滑輪所做的功及克服繩與滑輪間的摩擦所做的功．(說明:在科學探究的猜想與假設階段，教師要引導學生依據一定的經驗和事實，或在觀察實驗的基礎上，根據科學原理和科學事實進行理性的思考，利用發散思維對未知的現象及其規律作出科學預見．教師在讓學生提出合理猜想的同時，也要求學生說出猜想的依據，以此教育學生猜想與假設不是異想天開，要有一定的科學依據．)

2．3設計實驗教師:為了驗證猜想是否正確，應通過實驗來驗證．下面我們共同來設計實驗探究方案．請問:這個實驗的實驗目的是什么?學生:為了比較使用動滑輪對貨物做功與手對貨物做功是否相等．教師:需要測量哪些物理量?學生:需測出物體的重力和物體上升的高度，手對繩端的拉力和繩子末端移動的距離．教師:需要哪些測量工具?學生:彈簧測力計，刻度尺．教師:測量時應注意哪些問題呢?請同學們小組討論后回答．學生:測量前，彈簧測力計應調零;測手對繩子的拉力時，應勻速豎直向上拉動彈簧測力計;測距離時，刻度尺應豎直放置;為了排除實驗的偶然性，應改變物體的重力，多次采集實驗數據．教師:實驗數據的記錄表格怎樣設計?表格中應包括哪些物理量?學生:應包括實驗次數、物體的重力G、物體上升的高度h、手對繩端的拉力F、繩子末端移動的距離S、動滑輪對貨物所做的功W1、手對機械所做的功W2．

2．4學生小組實驗及物理概念的建構表格設計好后，學生兩個人一組，進行實驗操作，將實驗數據填入表中，并計算出表格中的W1和W2．(說明:學生以兩人為一組展開實驗，在提高學生實驗器材使用技能的同時，鍛煉學生的交流與合作能力．教師在巡視中注意指導個別動手能力差的學生進行實驗．)教師:動滑輪對貨物做功與手對貨物做功相等嗎?想想:什么功對我們有用?什么功對我們沒有用?學生:兩者不相等．使用動滑輪對貨物做的功對我們是有用的，提動滑輪所做的功和克服繩與滑輪間的摩擦做功對我們是沒有用的．教師:我們將對人們有用的功稱為有用功;對人們無用但又不得不做的功(如:克服機械自重、克服摩擦力做的功)稱為額外功;動力對機械所做的功稱為總功，即總功為有用功與額外功之和．(教師板書:有用功、額外功、總功及其定義)教師:為了表示有用功在總功中所占的比值，從而引入機械效率．機械效率定義:有用功與總功的比值．計算公式:η=W有W總×100%(教師板書)教師引導學生注意:(1)機械效率一般用百分數表示，沒有單位;(2)由于額外功總是存在的，所以機械效率小于1．教師:若某起重機的機械效率是60%，是什么意思呢?學生:使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說有用功在總功中占有60%，另外的40%是額外功．教師:小常識介紹:起重機的機械效率一般為40%～60℅;抽水機的機械效率一般為60%～80%．

2．5分析歸納教師:請同學們算一算剛才所測的動滑輪的機械效率．議議:三次實驗機械效率相等嗎?你認為機械效率大小與什么因素有關?如何提高機械效率?學生:三次實驗動滑輪機械效率不相等，從實驗數據可知，用同一個動滑輪提升重物時，物體的重力越大，提高相同高度時，有用功越大，動滑輪的機械效率越大．可知，動滑輪的機械效率與物體的重力有關．由此可推知:動滑輪的機械效率還應與動滑輪重力和繩與滑輪間的摩擦有關，即與額外功有關．當有用功一定，動滑輪重力越大、繩與滑輪間的摩擦越大，額外功越大，機械效率越低．因此，為了提高機械效率，可增大有用功和減小額外功(教師板書)．(說明:科學探究中分析與論證環節，要求學生具備較強的分析歸納能力，但初中生的分析歸納能力并不成熟，教師要給以適當的引導和點撥甚至是講解，逐步提升學生的分析歸納能力．)

2．6生活物理社會教師:請同學們再議一議我們課堂教學開始時提出的問題，使用滑輪組搬運學校的物理實驗器材到三樓，如何做到既能省力又有較高的機械效率?學生:應盡量增大實驗器材的重力，使用輕質的滑輪組提升器材，使用表面光滑且輕質的細繩繞滑輪組．

2．7課堂小結(1)有用功、額外功、總功的定義;(2)機械效率定義、提高的意義及途徑．

2．8課后作業若用杠桿、斜面或輪軸搬運物理實驗器材，又如何做到既能省力又能提高機械效率呢?哪一種簡單機械效率較高?

3總結

本節課的教學設計充分體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的教學理念，從將學校的物理實驗器材用省力的方法提升到三樓這一生活問題引入新課，展開研究，最后的教學又回到課堂開始的問題，使整節課前后呼應，形成整體．本節課非常重視學生的科學探究活動，通過探究活動，讓學生經歷科學家探究科學知識的一般過程，掌握科學探究的方法和步驟，領悟物理思想方法，受到物理思維訓練，提高了創新能力．同時，在活動中有效提高學生小組合作能力，培養了學生團隊意識．重視物理概念形成過程的教學，通過探究活動建構有用功、額外功、總功、機械效率的物理概念，了解提高機械效率的方法，這樣的教學有利于學生加深對物理概念內涵的理解．

作者：葉成林單位：南京師范大學第二附屬初級中學