陳平

【摘要】 ?使用各種機(jī)械做功時(shí)，不可避免的要做額外功，人們總是希望額外功越少越好，通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)機(jī)械效率已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，為了學(xué)生更加直觀的認(rèn)識(shí)機(jī)械效率，教材設(shè)置了測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率這個(gè)實(shí)驗(yàn)。為了讓學(xué)生更加充分的認(rèn)識(shí)機(jī)械效率，對(duì)本節(jié)實(shí)驗(yàn)課，筆者嘗試做了如下調(diào)整。

【關(guān)鍵詞】 ?實(shí)驗(yàn)教學(xué) 嘗試

【中圖分類(lèi)號(hào)】 ?G633.6 ?? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 ?A?【文章編號(hào)】 ?1992-7711（2019）12-162-01

一、教學(xué)目的

教材原有的教學(xué)目的：

1.引導(dǎo)學(xué)生組裝滑輪組并測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力。

新增加教學(xué)目的：

2.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽猜測(cè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。

3.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格。

4.引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

二、大膽提問(wèn)和猜測(cè)

問(wèn)題1：如何測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率？

實(shí)驗(yàn)原理：（一般指公式） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? .

有用功和總功如何測(cè)量？需要用到什么實(shí)驗(yàn)器材？

問(wèn)題2：機(jī)械效率的影響因素有哪些？

大膽猜測(cè)：1可能與物體重力有關(guān);2 可能與繩子段數(shù)有關(guān);

3可能與滑輪重力有關(guān);4可能與上升高度有關(guān);

5可能與上升速度有關(guān)……

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)表格

實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法

表格設(shè)計(jì)：學(xué)生小組討論得出表格設(shè)計(jì)，老師展示并點(diǎn)評(píng)，確定方案。

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)

老師巡視，發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題及時(shí)糾正。

1.學(xué)生操作時(shí)繩子滑出滑輪槽外面，還在測(cè)量F.

2.操作時(shí)把物體靜止在空中時(shí)讀數(shù)，忽略了滑動(dòng)摩擦力的影響。

3.學(xué)生沒(méi)有勻速拉動(dòng)，拉力讀數(shù)不穩(wěn)定。

4.學(xué)生拉動(dòng)物體時(shí)，幾條繩子擰在不同平面上。

5.彈簧拉桿和繩子不在一條線(xiàn)上。

6.彈簧測(cè)力計(jì)有損壞，或者指針未調(diào)零就進(jìn)行使用。

導(dǎo)致出現(xiàn)拉力讀數(shù)不準(zhǔn)，或者計(jì)算出的有用功大于總功，我們老師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)問(wèn)題的原因并進(jìn)行校正。否則錯(cuò)誤的操作影響后面整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，得不到正確的數(shù)據(jù)，更得不到正確的結(jié)論，讓學(xué)生陷入迷茫。

五、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

展示學(xué)生手中的數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論。

1.比較1、2或者3、4可以得出：繩子段數(shù)相同時(shí)，提升的的物體重力越大，機(jī)械效率越高。

2.比較1、3或者2、4可以得出：繩子段數(shù)改變時(shí)，提升相同的物體，機(jī)械效率不變。既是同一滑輪組機(jī)械效率和繩子段數(shù)無(wú)關(guān)。

這里的第一次和第二次完成實(shí)際就已經(jīng)完成教材原有目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生增加了3和4，研究了機(jī)械效率和繩子段數(shù)的關(guān)系。

到這里，學(xué)生完成了猜測(cè)1和猜測(cè)2的驗(yàn)證，為了讓學(xué)生更直觀的理解機(jī)械效率的影響因素和無(wú)關(guān)因素，我讓學(xué)生根據(jù)自己的猜測(cè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較得出結(jié)論。學(xué)生進(jìn)行了如下操作。

拓展1，改變動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)，從原來(lái)1定1動(dòng)變成1定2動(dòng)，繞成三段繩子，分別掛上一個(gè)鉤碼和兩個(gè)鉤碼，勻速提升10cm，完成實(shí)驗(yàn)和記錄，與1、2次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證機(jī)械效率和動(dòng)滑輪重力的關(guān)系。

拓展2，改變定滑輪個(gè)數(shù)，從原來(lái)1定1動(dòng)變成2定1動(dòng)，同拓展1一樣操作，與1、2次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證機(jī)械效率和定滑輪的關(guān)系。

拓展3，在拓展2的基礎(chǔ)上，改變提升物體的高度，觀察拉力得變化，發(fā)現(xiàn)拉力不變，說(shuō)明機(jī)械效率與提升物體的高度無(wú)關(guān)。

拓展4，在拓展2的基礎(chǔ)上，改變提升物體的速度，觀察拉力的變化，發(fā)現(xiàn)拉力也不變，說(shuō)明機(jī)械效率與提升物體的速度無(wú)關(guān)。

六、總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

這個(gè)實(shí)驗(yàn)中多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了得到普遍規(guī)律，避免偶然性。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可以得到以下結(jié)論：

影響機(jī)械效率的因素有：1物體重力2動(dòng)滑輪重力。

機(jī)械效率的無(wú)關(guān)因素有：1定滑輪重力2繩子段數(shù)3提升物體的高度4提升物體的速度

補(bǔ)充分析，實(shí)際生活中，繩子自身的重力和繩子與滑輪之間的摩擦力也會(huì)影響機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)室因?yàn)橛玫氖禽p質(zhì)細(xì)繩，所以影響不明顯。所以在忽略繩子重力和摩擦力的情況下，額外功部分就只有克服動(dòng)滑輪的重力做功。

七、課堂練習(xí)，及時(shí)反饋

精心設(shè)計(jì)習(xí)題，針對(duì)重難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，可以及時(shí)反饋學(xué)生所學(xué)知識(shí)，鞏固強(qiáng)化對(duì)本節(jié)知識(shí)的理解。當(dāng)堂讓學(xué)生完成了下列兩題。

1.下圖是四種不同的裝置，將同一貨物勻速提升到同一高度，若每只滑輪質(zhì)量均相同，不計(jì)繩重和摩擦，機(jī)械效率最高的是？（ ? ）

點(diǎn)撥：根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以知道，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，額外功部分只有克服動(dòng)滑輪的重力做功。

2.在“探究哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，（1）實(shí)驗(yàn)原理是__________

（2）實(shí)驗(yàn)器材除鉤碼、鐵架臺(tái)、細(xì)線(xiàn)還需要______、________。

（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越______;

（4）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用______（填“同一”或“不同”）滑輪組，提升_______（填“相同”或“不同”）的高度去研究。

點(diǎn)撥：（1）實(shí)驗(yàn)原理通常用公式表示。（2）根據(jù)原理得到所需要測(cè)出的物理量和用到的物理器材。（3）考察了學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。（4）考察了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

[ 參 ?考 ?文 ?獻(xiàn) ]

[1]《教師教學(xué)用書(shū)》，人民教育出版社，ISBN ?978-7-107-31323-3.

[2]《深圳市初中學(xué)業(yè)水平考試說(shuō)明》，廣東人民出版社.ISBN 978-7-218-12690-6.

[3]《中學(xué)物理教學(xué)的理論與實(shí)踐》，中南大學(xué)出版社.夏孝祥，ISBN 978-7-81105-644-0.