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机械原理机械效率范文1
在科学研究中也常用到“比较法”。 如300多年前伽利略(1564~1642)在比萨斜塔(图1)做自由落体运动实验时,就用了炮弹、木材块、大理石等作比较,进而发现了自由落体运动的定律。在2000多年前希腊斜拉古国的国王希罗,要求阿基米德(约前287~前212)鉴别“金王冠”是否掺假,阿基米德即用自己发现的浮体原理(阿基米德原理),比较“金王冠”和等纯金块所排出的水量是否有差异,从而鉴别了“金王冠”是否掺假的问题。
比较法,在物理学研究中运用极其普遍。但比较法在物理课学习过程中也常要运用。
在“功”这一章里,有许多相近概念。进行分组比较、辨析,这样就可理清容易混淆的知识。
1. 比较做工与做功
辨析:在日常生活里,把一切消耗体力或脑力的劳动都说成是做工,含义很广,而力学里说的做功,包括两个必要的因素,跟作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离有关系,具有“成效”的意思,含义要窄得多。 例如,某人奉命推陷在泥地里的汽车,没有推动,他用的力气没有成效,力学里就说他没有做功,但可以说他在做工,因为他推车是一种消耗了体力的劳动。(相同点:都消耗了体力劳动)
2.比较功与功率
辨析:功是用来量度在做功过程中物体做功多少的。力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积,可用公式 W=Fs 计算. 功率是用来量度在做功过程中物体做功的快慢。力学里把单位时间里完成的功叫做功率,可用公式 P=W/t 计算。(相同点:都含有功(W)这一因素)
3. 比较有用功、额外功与总功
辨析:有用功指的是对人们有用的功,额外功是指没有用但又不得不额外做的功,在实际问题中,分辨有用功与额外功的依据是看做功的目的。例如用水桶从井里提水,目的是把水提上来,所以提水的功是有用功,提桶的功是为了达到提水的目的,而不得不做的额外功,如果从井里捞桶,目的是把桶捞上来,所以提桶的功是有用功,提起桶里带的水的功就是额外功.(相同点:都会有功(W)这一因素)
总功指的是在利用机械时人们对机械总共做的功,总功等于有用功与额外功之和,即 W总=W有用+W额外,要注意,对于理想机械(机械效率η=1的机械),因W额外=0,有W总=W有用;对于实际机械(机械效率η<1=,因W额外>0,有W总>W有用。(相同点:同上)
4. 比较功率与机械效率
辨析:功率和机械效率是人们用来衡量机械性能的两项重要指标,功率的大小可以衡量一台机械做功的快慢,功率越大的机械,做功越快,在单位时间内完成的功率就越多;机械效率 η=W/W反映了总功被有效利用的程序,η 值的高低可以衡量一台机械做功性能的优劣,使用η 值高的机械做功,可以减少额外功,减少能耗,节省人力和物力,所以η 值越高的机械越好。
必须指出,对于一台机械来说,它的功率与它的机械效率是互不相关的. 功率大的机械,它的机械效率不一定高;机械效率高的机械,它的功率也不一定大。在使用和选用机械时,不是功率越大越好,只要配套合适就行了。但不论什么机械,人们总希望它的机械效率越高越好.(相同点……)
5. 比较省力与机械效率
辨析:机械省力是指使用机械做功所用的动力比用手直接做功所用的力(有用阻力)小,一般说来,机械是否省力、省力多少,由机械本身的结构和机械效率两者共同来决定。要注意,省力较多的机械,它的机械效率并不一定大。(相同点……)
练习:判断下列各题的正误。
(1)在相同时间内做功多的机械功率不一定大。
(2)功率越大,做功越多。
(3)做有用功多的机械,机械效率一定高。
(4)功率越大,机械效率越高。
(5)机械效率越高就越省力。
机械原理机械效率范文2
【学习目标】
1、了解有用功、额外功、总功的概念。
2、理解机械效率的公式,会做简单的计算。
3、探究测定几种简单机械的机械效率,能测定某种简单机械的机械效率,形成研究问题的方法。
4、通过实验探究,养成与同学合作交流的意识以及创新意识.
【学习重难点】
重点:有用功、额外功、总功的概念;机械效率的公式及简单的计算;
难点:有用功、额外功、总功的概念;探究测定几种简单机械的机械效率。
【学习过程】设计说明:内容为学生活动
一、有用功、额外功和总功
复习“功的原理”内容?(使用机械时不能省功还费了功)我们使用机械的目的是干什么的?
看懂“想想议议”中插图,回答下列问题?(用字母表示)
①甲是将砂子装入桶中,由人提桶上三楼,达到运送目的.在此过程中,你做了哪些功?
②乙是将砂子装入桶中,在三楼安装一个动滑轮,人站在三楼上,用动滑轮将装砂的桶提上三楼.在这个方法中,你做了哪些功?
③丙中是将砂子放入袋子中,同样用动滑轮将袋子提到三楼.在这种方法中,你做了哪些功?
独立思考:上述情况中哪个功对我们有意义?哪个功无意义但又不得不做?哪是我们总共所做的功?
有用功:所做的功中,对我们有用的那部分功叫有用功。
额外功:为达到目的(完成任务),我们不得不做的功叫额外功。
总功:为达到目的(完成任务),我们做的所有功叫总功。即有用功与额外功之和。
分别计算出上述各情况中的三个功:
① W有=W额= W总=
② W有=W额= W总=
③ W有=W额= W总=
例如:起重机如果由电动机带动,总功在数量上就等于实际消耗的电能,有用功只是起重机将物体举高时所做的功,而那些克服摩擦所消耗的能量就属于额外功了。
你能再举出一个例子,说明哪些是有用功,哪些是额外功吗?
二、机械效率
在实际工作中,虽然不得不做一些额外功,但我们总是希望额外功能小一些,可以减小不必要的能量的损耗.这样一来,有用功在总功中占的比例就会大些。思考:上述“想想议议“中你将选择哪种方法?
机械效率定义:有用功占总功的百分比叫机械效率。
公式:η=W有/W总
强调说明:机械效率是一个百分数,它是无单位的;并且永远小于1。
【知识应用】
1、起重机把质量为0.6 t的重物提升了3 m,而它的电动机所做的功是3.4×104 J,起重机做的额外功和机械效率是多少?
2、分析各种简单机械中三个功及提高机械效率的方法。
应用数学知识和生活实际例子理解记忆下面两个知识点:
有用功占总百分比越大,机械效率越大;额外功占总功百分越大,机械效率越小。
W有相同时,W额越大,η越小;W额相同时, W有越大, η越大。
【知识应用(课堂练习)】
1、 一斜面长5 m,高2 m,用500 N的力沿斜面将重为1000 N的物体推上去,求它的机械效率。
2、如下第三个图滑轮组,被提起的是质量200 g的物体,对绳子自由端的实际拉力是0.8 N,当物体升高0.2 m时,求滑轮组的机械效率。(g=10N/Kg)
3、如上第一个图所示,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为()
A.50JB.25JC.100JD.200J
4、如上第二个图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是:( )
A.F甲<F乙B.F甲>F乙
C.η甲<η乙 D.η甲 =η乙
5、一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
机械原理机械效率范文3
关键词: 机械效率 典例 剖析 归类
简单机械的机械效率是力学中的重点和难点,也是中考几乎每年必考的一个知识点。人们应用机械的目的是为了省力或省距离,为了充分发挥机械的作用,就要涉及机械的效率问题。不少学生在学了本知识点之后应用公式解题时仍经常出错,只是死套公式,缺乏灵活应用。本文结合教学和学生常见错误,通过例题加以分析,剖析错误产生的原因,进行防错提示,避免陷入误区。
一、常见错误及例题
问题一:概念理解不完整。
这种错误常见于概念辨析题,原因是片面理解概念,缺乏深入认识。
【案例1】下列关于机械效率的说法中,正确的是()。
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做的有用功多,机械效率越高
C.做的总功越少,机械效率越高
D.额外功在总功中占的比例越小,机械效率越高
错解A认为越省力,即人做的总功就越少,机械效率越多。
错解B、C都只从η= 片面分析,未控制另一个变量。
【解析】机械效率的高低是由有用功和总功两个因素共同决定的,机械效率的高低与机械是否省力、是否省距离无关,所以A错;由η= 可知,有用功多额外功也可能多,所以B错;总功少,有用功也可能少,C错;额外功在总功中的比例越小,那么有用功在总功中所占比例就越大,由η= 可知,机械效率就越高,D正确。
【感悟】正确理解机械效率的概念是解题的关键,机械效率表示的是有用功跟总功的比值,与是否受力,做功多少无关,与机械自身(如机械的自重,摩擦)和做功现象(如被提起的重物)有关。
【拓展】有一个滑轮组经过改进后机械效率提高了,把同一个重物提高相同高度,问改进后与改进前对比()。
A.做的有用功减少了
B.有用功不变,额外功减少了
C.总功不变,有用功增大了
D.总功不变,额外功减少了
问题二:对滑轮组特点理解不完整。
引起原因是对滑轮组认识不清,不能准确判断滑轮组绕线n,或对滑轮组的省力公式F= (G 指动滑轮重量,忽略摩擦)和公式s=nh应用不熟练,从而导致计算W 和W 出错,使η计算错误.
【案例2】如图所示,用同一滑轮组两次提升同一重物时的情景,不计滑轮组及绳间的摩擦,比较两滑轮组机械效率的大小()。
A.η >η B.η =η C.η <η D.缺少条件,无法比较
错解A认为甲比乙省力,F = ,F = ,由η= = 知,η >η 。错解C认为甲图中n=3,乙图中n=2,由η= = = 知,η <η 。
【解析】由η= = = = 知,因G相同,G 也相同,所以η =η ,选B。
【感悟】本题考查了运用观察、比较法分析问题的能力,分别正确算出η 和η 是解题之关键。对同一滑轮组,若提升同样重的物体,无论绳子的绕法如何,机械效率都是相同的。
【拓展】甲、乙两位工人分别用下图所示的A、B两种方式,将同样重的物体提高到高处,滑轮的重力小于沙子的重力,不计摩擦阻力和绳子的重力, 工人用力较小,两人所用的机械效率η η (填“>”、“=”或“<”)。
问题三:对滑轮组及所拉物体之方向判断错误。
此类问题在于学生不能正确理解谁做有用功,一律死套公式η= = = 。特别是针对水平放置的滑轮组和滑轮组竖直而被拉物体方向改为水平的题目最易出错或无从下手。
【案例3】:某人站在岸上,利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸,如图所示,船重1.02×10 N,船移动时受到水的阻力是船重的0.01倍,船受到滑轮组的拉力始终沿水平方向。此人水平拉绳的力为240N,求该滑轮组的机械效率?
错解:由η= = = = =85
解到此,有些学生会认识到η为百分数,不能大于1。上题中结果明显错误,而束手无策,就认为不会而放弃,缺乏深入思考进而对此种题失去信心。
【解析】动滑轮对船的拉力作的功是有用功,该拉力等于船前进所受的阻力。阻力为船重的0.01倍,即f=0.01G=0.01×1.02×10 N=1.02×10 N,船前进的距离(S )是绳子自由端前进距离(S)的 ,滑轮组的机械效率为
η= = = = =85%
【感悟】滑轮组可将重物提起,也可拉动物体水平前进,两种情况的原理完全相同,只是力的方向、大小不同,拉起重物时克服重力做功,水平拉物体时克服阻力做功。分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键。
【拓展】如下图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向移动,40s内物体移动了8m,拉力F作的功为1280J。求:
(1)拉力F的大小和拉力的功率;
(2)若动滑轮的重为12N(不计绳重及摩擦),计算滑轮组的机械效率。
问题四:结构固定的同一滑轮组机械效率认为不变。
【案例4】用滑轮组匀速提升重为2×10 N的物体,作用在绳子自由端的拉为625N,拉力所作的功为1.25×10 J,滑轮组的机械效率η=80%,若不计绳重及摩擦,将提升的重物改为重3×10 N的物体,求作用在绳子自由端的拉力。
错解:由η= 得W =ηW =0.8×1.25×10 J=1×10 J
【解析】本题错误在于在解题过程中认为用同一滑轮组提升重力不同的物体时,滑轮组的机械效率是不变的。事实上,同一滑轮组提升较重物体,机械效率较大,其正确解法是:由η= 得,
W =ηW J=0.8×1.25×10 J
由W=Fs得,s= = =20m,h= = =5m。
所以承担总重量绳子的段数n= = =4(段),
由F = (G +G )得G =nF -G =4×625N-2×10 N=500N。
当改为重3×10 N的物体时,绳子自由端的拉力为F = (G +G )= (3×10 N+500N)=875N。
【感悟】本题之所以易错,关键在于部分学生认为同一机械中额外功不变,机械效率就不变,而忽略了重物变化,有用功和总功随之改变,从而导致机械效率变化。实际上,根据η= = = = 可知,滑轮组机械效率大小与G和G 都有关,G 不变,G变化时,η也是变化的。所以,提高机械效率的方法之一就是尽量减少额外功,采取减轻机械自重(G )和加油来减小摩擦;另一种方法就是对于G 不变时,尽量让机械满载(即增大G),就能充分发挥机械的作用,即提高机械效率。
【拓展】如图所示,用40N的拉力,使物体G匀速上升,不计绳重和摩擦,整个装置的机械效率为75%。求:
(1)物体G和动滑轮重各是多少?
(2)若绳能承受的最大拉力为50N,此装置的机械效率可提高到多少?
二、概念与公式分类
以上几例都是学生在解决机械效率时常见错误,为避免错误,本文现对有关概念和公式归类如下,以供在解决实际问题时选择。
(一)有关三种功。
1.有用功:机械对物体所做的功。常用计算方法有:
A.竖直拉物体时W =Gh,此公式对沿斜面上拉物体和杠杆提升物体也适用。
B.对于水平滑轮组拉物体前进,W =fs,题中一般都是物体水平方向匀速运动,拉物体的力与物体克服阻力互为平衡力,大小相等。
C.W =W -W
D.W =ηW
2.总功:人(动力F)对机械做的功,用W =Fs或W =W /η来计算。
3.额外功:不需要但又不得不做的功,一般用W =W -W 计算。
(二)机械效率。
有用功与总功的比值。定义η= ×100%,它只有大小,无单位,且η<100%,即η<1。
对于滑轮组的机械效率的计算,分为竖直拉物体和水平方向拉物体两种情况:
A.竖直拉物体时η= = = = ,其中大多数题目中以应用η= 和η= 解题较易。
B.水平方向拉物体前进时η= ×100%= = 。(f指物体受水平方向阻力,s指物体移动距离,F指绳子自由端所受拉力,S指绳子自由端移动距离。)
另外,对于斜面的机械效率也可用η= = 计算;对于杠杆提升重物的机械效率也用η= = 来计算。
结合以上公式分类,希望同学们能联系具体题目加以练习,减少错误,真正理解公式的含义,学好用好公式,去解决物理中的各种实际问题。
参考文献:
[1]九年级物理上册(苏科版).
[2]九年级物理(上)同步讲解与测评(江苏版).天津人民出版社.
[3]中学物理教学参考(2007/7).
机械原理机械效率范文4
关键词:动滑轮;机械效率
作者简介:袁志彬(1981-),男,镇江,本科,中学一级,主要研究物理实验教学.《简单机械和功》是苏科版九年级第十一章的内容,其中机械效率是中考考查的重点内容之一.笔者听了一节中考复习课,教师讲解了一道习题,引起了笔者的思考.题目如下:
例1如图1,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为40N的物体.不计摩擦和绳重,则该动滑轮的机械效率
A.小于80%
B.等于80%
C.大于80%
D.无法确定
教师分析:当F竖直向上匀速拉动时,
η=W有W总×100%=G物・hF・2h×100%=G物2F×100%=40N50N×100%=80%,该题中沿图示方向匀速拉动动滑轮,F会变大,根据公式η=W有W总×100%=G物・h2F・h×100%=G物2F×100%可知,机械效率会变小.由于是老师的讲解,大多数同学表示同意,这时一位女生站了起来,说如果不计摩擦和绳重,影响机械效率的因素就是物重和绳重,这两个物理量没变,有用功和额外功没变,机械效率不变.两种思路听起来都有道理,学生们顿时也开始议论起来.教师备课时没有考虑到这一问题,没有给出最终的答案,将这一问题的讨论留到了下一节课.
课外,老师们交流,得出了较为一致的答案:斜向上匀速拉动滑轮的过程中,F变大,但绳端通过的距离s变小了,此时W总≠F・2h,所以要判断机械效率的变化,只能根据G物和G轮没有变,判断出机械效率不变.但F变大,s变小,总功就一定不变吗?显然,解决该题的过程不是很让人信服.
下面对该题做较为深入的探讨,类似题最早是出现在2010年苏州物理中考试卷选择题第12题,题目如下:
例2如图2所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体.不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是
A.20NB.25N
C.30ND.35N
课题错误率较高,很多学生错选C,究其原因,学生没有弄清动滑轮的实质,动滑轮是一个变形杠,使用动滑轮省一半的力的限定条件是要竖直向上匀速拉动,而且竖直向上匀速拉动是最省力的情况,因此本题正确答案是D.
例1是在例2的基础上进一步研究机械效率的变化情况,要判断机械效率的变化情况,我们首先要判断有用功和总功的变化情况,有用功不变,就看总功也就是F和s的乘积如何变化.根据功的定义,功是力和在力的方向上通过的距离的乘积,有了力的大小和在力的方向上距离的大小,我们就可以求出功.我们建立模型,如图3沿着水平方向建立直角坐标系,滑轮受到自身重力和物体给它向下的一个拉力,我们称为G总,受到两个大小相等的拉力F的作用,在这4个力的作用下,滑轮匀速运动.设F与纵向的夹角角为a,将F进行分解,则在纵轴方向上2Fcosα=G总,所以F=G总2cosα.当α=0°,也就是竖直向上匀速拉动时,F′=G总2.当a≠0°时,由于cosα≤1,因此F>F′.
如图4设物体上升的高度h,沿F的方向建立直角坐标系,对h进行分解:
在力的方向上的距离s=hcosα,由于有两段绳子,所以通过的总距离为2hcosα,根据功的公式可知,总功W总=Fs=G总2cosα×2hcosα==G总h.当物重和轮重都不变时,总功没变,机械效率也不变.
初中物理更多停留在物理现象和物理过程的学习,且常常与日常生活现象有着密切的联系.学生在学习过程中的思维活动,大多属于生动的自然现象和直观实验为依据的具体的形象思维,很少要求应用科学概念和原理进行逻辑思维等抽象思维方式.但作为教师,一定要重视透过物理现象看到物理问题本质的能力,要加强自己的理论修养,真正做到知其所以然,才知其然.
参考文献:
[1]教育部.义务教育物理课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2011.
机械原理机械效率范文5
一、课前复习要做到有的放矢,目的在于为新课做铺垫
在每节课的起始环节,适当的复习铺垫是很不可忽略的。复习铺垫的关键在于把握住知识重点,激活学生相关的旧知识,促进旧知识向新课迁移。复习铺垫时间要短,时间控制在3分钟左右;内容要精,要能步步为营,环环相扣,很自然的将旧知识向新知识过渡;形式要新,内容形式多样,可以是讨论、抢答、填空等等。总之,要适量、适度、有的放矢,使复习铺垫有效、到位。笔者在《机械效率》一课中则主要以填空的方式复习旧知识点,为新课达到铺垫的作用。如:
1.做功的两个必要因素:一是物体要力作用,二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
2.功等于力的大小与力的方向上距离的乘积。用公式W=FS表示
3.(1)用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子吊起物体.将物体提升的力等于总重的几分之一。
(2)手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的n倍,即s=nh。
4.光滑程度相同的斜面,越平缓越省力(省力或费力)。
二、采用生活中的实例物理概念,激发学习兴趣
著名教育家陶行知提出:“教育不能脱离生活,生活即教育。”由于物理和生活、社会有着极为紧密和广泛的联系,因此,物理教学设计要立足于学生熟悉的生活现象、生活例子,使学生在认识、分析这些现象产生原因的过程中,学习物理知识,从而使学生感到生活中处处有物理,不仅能增强学生对大自然的亲近感,而且降低了学生的理解难度,激发了学生的学习兴趣。
《机械效率》教学中,笔者呈现出生活中常见的一则实例:小张家买了一套新房,因装修房子的需要,要把沙子从一楼运往三楼。方案1.将沙子装进桶里提上三楼;方案2.将沙子装进桶里用动滑轮提上三楼;方案3.将沙子装进袋子里用动滑轮提上三楼;问题;那种方案较好?(已知:沙子重100N,人的体重400N,动滑轮重10N,桶重20N,口袋重5N,每层楼高3m)
讨论并计算:
1.我们的目的是什么?那部分功对我们是有用的?
2.为了达到目的,采用上面的三种方案人实际总共做功各是多少?那些功人不想做,但采取这种方案又无法避免,对达到目的来说是额外的?它们各是多少?3.那种方案较好?怎样比较?
教师小结,给出有用功、总功、额外功的定义,并说明可用有用功与总功的比值来反j完成某任务所采取的方案的划算程度,物理上把它叫做为机械效率。以这样的生活实例引入物理概念,很自然地提出本课内容,既能激发起学习欲望,让学生快速地进入学习状态。
三、实验探究式学习,倡导新课程理念
记得一位教育家曾说过:“不好的教师传授真理,好的教师让学生发现真理。”新课程的理念在于教师为辅,以学生为主体,教师引导学生积极主动参与到实验探究中。实验探究式教学模式的程序可以设置为“设置实验、创设情境――感性认识、探究分析――上升理论、指导实践”。
本节教学中的实验探究:探究滑轮组的机械效率
设计实验方案:用动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,用刻度尺分别测出钩码和绳自由端移动的距离,用弹簧秤分别测出钩码的重力和绳自由端的拉力;分别改变钩钩码的个数和滑动的个数,再设计记录数据的表格,就可完成探究目的。进行试验:请同学们根据本小组的需要进一步讨论完善试验方案,选择桌面上的器材进行实验,记录好数据。得出结论:分析实验数据,你能得出什么结论?你还想知道些什么,可以自己课外继续去探究。评估:回想实验的过程,影响实验误差的因素是什么?学生在通过探究式实验,以数据的分析得出滑轮组的机械效率与哪些因素有关。
四、有效利用多媒体教学,提高课堂教学效率
信息技术与各个课程的整合是21世纪基础教育教学改革的新视点。传统的、单一的教学模式已经无法打造高效的课堂,借助于先进的信息技术进行多媒体教学是一种新型的教学方法,两者有机结合,能有效地共同完成课程教学任务。笔者在多年的教学中善于充分利用丰富多彩的多媒体,展现物理学科的魅力。
《机械效率》一课中充分有效地利用了多媒体辅助教学手段,在新课导入中,笔者以动画形式展示出三种搬沙子的方法,不仅能迅速抓住学生的注意力、增加趣味,同时帮助学生形象生动地理解三种搬运沙子中哪种方法更加省力。
机械原理机械效率范文6
关键词:探究式学习 主观能动性 兴趣培养
探究式学习是一种新颖的学习的方法,是学生在教师的引导、启发下、积极主动地获取知识、认识和解决问题的一种学习实践活动。这是一种能提高学生学习能力、发展个性及培养创新精神和实践能力的全新的学习方式。那么在物理学习中如何培养学生的探究式学习兴趣呢?凭借多年的物理教学中,积累了一些教学经验,通过对新教材的研究,我认为在实施新课改的物理教学中,应在以下几方面加以考虑,提高学生学习物理的兴趣,培养他们的探究创新能力。
一、充分利用新教材中的实例、现象、实验,激发学生的学习兴趣
新教材中有许多既来源于生活又可以用探究出的物理知识来解释的实例,教师要充分利用教材内外的物理实例,激发并培养学生学习物理的兴趣,使学生爱学、乐学。“兴趣是最好的老师。”学生只要对学习内容产生极大的学习兴趣,学习过程对他们来说就不是一种负担而是一种享受,学生就会越学越想学、越学越爱学。在物理教学中,教师就应运用好这些实例来引导学生的学习兴趣,使他们轻松愉快地学到物理知识。
《新课程标准》中使用的教材,十分注意激发学生的兴趣,里面精美的印刷、生动的插图以及探究性实验都让学生有耳目一新的感觉。例如在课本的开始部分,为了说明物理学所研究的问题,以及和其他科学与技术的关系,设计了“物理学与人类文明”。在讲到自由落体时,课本上给出了比萨斜塔的照片及伽利略做铜球沿斜面运动的实验的油画,以及协和客机、加速器的图片等。另外,课本中还设计了许多让学生便于操作的探究性实验,所有这些,都对学生学习物理起到了积极的推动作用,增加了学习的兴趣,能起到很好的效果。
二、充分利用课本实验,培养学生的探究式学习兴趣
新教材加强了实验,在演示实验、学生实验的基础上,还介绍了很多简单易做的“迷你实验室”,这既体现了学科特点,又有利于培养学生的动手动脑能力。学生对这些实验充满好奇,正是这份好奇心引起了学生的学习兴趣。它能很好地推动学生主动地去学习知识、探索知识,而且也能促进智能的发展,以提高学习质量和形成良好的个性品质。教师在教学中,必须抓住学生的“好奇心”这种心理特征,变好奇心为观察兴趣,进而转化为求知欲望。在学生刚接触实验课时,我给大家介绍了从苹果落地的启示中,牛顿发现了万有引力定律;从水壶中的蒸汽不断冲击水壶盖的观察中,瓦特发明了蒸汽机等。由此,大大激发了学生的观察兴趣,使他们更加懂得了观察的重要性。例如,在教学《声音的产生与传播》时,引导学生通过各种途径发出声音,研究声音产生的原因。在这样真实的游戏情境中,学生们通过手的触摸,泡沫球、乒乓球、小纸屑的跳动,甚至发声体本身的振动(模糊的边界),深刻领会物体发声的原理。
在课堂教学中应特别注意探索性实验教学,通过探索性实验,学生在教师的指导下去探索尚未认知的现象、规律,它能最大限度地调动学生的学习主动性,激发学生的求知欲望。在物理教学中,仅仅依靠大纲中规定的几个探索性实验是不够的,还需要教师在实际教学中不断探索,为学生创设更多的实验机会。通过探索性实验研究,可使学生把学到的理论知识应用到解决实际问题中去,反过来学生也能从中学到相关知识,既激发了学生学习物理的兴趣,又提高了学生实验操作能力,对培养学生的创新意识和创新能力起到了事半功倍的效果。
三、创设教学情境激发学生参与探究
教学情境的创设,是学生探究物理知识产生的背景,是发现和提出物理问题的重要前提,只有当教师创设的教学情境进入学生的“最近发展区”且在内容上有挑战性和探究性,学生才能在已有的认知基础上激发起探索欲望,才能与教师互动合作,从中发现问题,提出问题,并解决问题。
学习“功和机械能”中“机械效率”一节时,在学生知道了机械效率是有用功占总功的百分比之后,对于探究斜面机械效率的事例,安排学生对日常生活中的一幕进行分析:小明和小红分别骑自行车上一道斜坡,健壮的小明沿着坡路一直冲了上去,而体弱的小红则骑车走S型的道路轻松上到了坡顶,他们上坡时谁的机械效率高?你认为斜面的机械效率与哪些因素有关?怎样证实你的想法?
由于探究事例取自于学生熟悉的实际生活,这可以引起他们较强的探究欲望。学生在讨论中得出了斜面的机械效率可能与坡度的大小、粗糙程度、重力大小、用力大小等有关猜想。经过分析、筛选,大家在课堂上对斜面的机械效率与倾斜程度、粗糙程度的关系进行研究,以验证自己的猜想。他们将长木板的一端垫高成为斜面,用弹簧测力计测出小车重力和拉小车沿斜面匀速上升的拉力的大小,计算出了有用功、总功和机械效率。由于在前面的学习中学生又通过控制变量分析问题的经历,因此他们熟练采用控制变量法,改变斜面的倾斜程度,测出了拉小车沿不同坡度斜面匀速上升时的机械效率,通过分析对比得出斜面倾斜程度越大效率越高的结论。同样,还知道了斜面越粗糙机械效率越低的道理。正是由于他们对所探究事例比较感兴趣,很多同学想更进一步搞清小明和小红的体重以及上坡速度是否对机械效率有影响,从而将探究活动从课内延伸到了课外。学生的这些发现,正是由于他们对这项以自己现有知识和技能顺利完成的探究感兴趣的结果。
总之,在物理教学中实施探究性学习,教师要充分发挥学生的主观能动性,让他们在探索中增长知识和技能。同时,教师也要加强指导,在一定的范围内让学生自主地学习。
参考文献:
[1]赵承福.中小学生创造力开发实验与研究[M].济南:山东教育出版社,2001.