時間：2023-05-29 17:47:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械效率，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
《機械效率》這節課主要包括建立有用功、額外功和總功的概念及理解機械效率兩大方面的內容。它既是前面功及功的原理知識的延伸，又是探究斜面機械效率的基礎。因此，它的地位就顯得較為重要。
一、對三種功概念理解的處理
想要學生理解機械效率的物理含義以及計算機械效率，就必須使學生分清楚哪部分功是有用功，哪部分功是額外功，或者哪個力做的功是有用功，哪個力做的功是額外功，哪個力做的功是總功。對于初學機械效率的學生來說，并不是一件容易的事，往往在對概念的理解上就存在著一些問題。基于這一點，在引入概念的環節，由教師演示實驗中直接用手拉和用動滑輪拉所做的功，引導學生分析計算兩次做功的不同，從而引出有用功、額外功、總功的概念。同時，讓學生討論：用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？通過討論，既讓學生掌握了基本概念，又讓學生能熟練應用所學知識來解決實際問題。通過實例，幫助學生辨析什么是有用功，什么是總功。只有把它們辨析清楚了，對機械效率的應用才不會出現問題。因此，本節教學設計中有用功、額外功、總功所用時間較多。
二、對機械效率的處理
在學習了有用功、額外功、總功的概念后，開始對現實案例中的有用功、額外功、總功進行分析，讓學生對教材中插圖的三種搬砂方案中的額外功進行比較，將三種方案的優劣進行比較，自然地過渡到機械效率這個知識點。在機械效率這個知識點上，按“定義公式例題練習現實中的機械效率分析”物理知識點學習的一般順序進行。同時又安排了例題和練習題熟悉和鞏固機械效率的公式和使用。
三、對影響斜面機械效率因素的處理
對于斜面這種經常使用的機械，雖然學生對它知道的很多，但是它的機械效率是多少卻不知道，影響斜面機械效率的因素有哪些也不知道。因此，應該讓學生進行探究性的研究，以便使學生進一步理解使用機械省力不省功的道理。
在課堂上引導學生提出問題后，讓學生擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案，獨立完成探究過程。讓學生通過實驗探究，培養交流與合作精神，通過實驗來驗證自己的猜想，培養學生相信科學、尊重科學的良好品質，培養學生的創新思維能力和動手能力。通過結合具體生活事例，讓學生更容易理解機械效率的意義和影響機械效率的因素，又可從中學會分析提高機械效率的方法。
這節課的不足之處：在探究實驗的環節，我沒有把課堂真正還給學生。學生的主體作用沒有充分體現出來。在實驗時，我總是強調讓學生按照教師的要求去做。又由于課堂上的時間比較緊張，僅僅讓學生完成了斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系，而沒有完成斜面機械效率與粗糙程度以及與所拉物體重力的關系，所以導致學生在做練習的時候，斜面機械效率這一塊仍是弱項。上好一節課必須備好課，要備好課就應該多聽聽有經驗教師的課，多學習他們的好方法、好經驗。
（作者單位 吉林省通化縣二密鎮中學）
1. 功――用來表示力使物體的能量變化了多少的物理量
我們知道力有兩種作用效果： 一是改變物體的形狀；二是使物體的運動狀態發生改變. 其實，從能量的角度說，力還有改變物體能量的效果. 例如： 使物體速度變化――動能變化；使物體高度變化――重力勢能變化；使物體形狀變化――彈性勢能變化等等. 物體能量發生變化的多少，在物理學中用“功”來表示這種“變化量”. 如果物體在力的作用下動能或勢能發生了變化，就說力對物體做了功. 力使物體的動能或勢能改變越大，力對物體做的功也就越多. 概括地說， 功是用來表示力使物體的能量變化了多少的物理量. 要知道力對物體做了多少功，就看它使物體的能量改變了多少.
進一步的研究表明，力對物體做功的多少，與力的大小和物體沿力的方向移動距離的大小有關. 使物體移動相同的距離，所用的力越大，力做的功越多；或者，對物體施加相同的力，使物體沿力的方向移動的距離越大，力做的功越多. 于是，物理學中把功的涵義具體為： 力和在力的方向上移動的距離的乘積稱為功. 這樣也就很自然地有了計算做功多少的方法，寫成公式就是：
W=Fs.
根據上述，可以獲得一種具體判斷力是否對物體做功的方法： 一是看有沒有力作用在物體上；二是看物體有沒有沿力的方向移動距離. 兩者缺一不可.
2. 功率――表示做功快慢的物理量
做功使物體的能量改變（使物體的能量發生轉化或轉移） ，其過程是有快有慢的. 做同樣多的功，花的時間越少說明做功越快；或者，在相同時間內，做功越多說明做功越快.
如何表示做功的快慢呢？不妨想一想運動的快慢是怎樣表示的. 物體單位時間內運動的路程叫做速度，速度越大說明運動越快；類似地，單位時間內所做的功稱為功率，功率越大說明做功越快. 功率的公式在形式上也與速度公式類似，功率的計算公式是：
3. 理解機械效率，關鍵是理解“有用功”、“額外功”和“總功”
很多情況下，人們并不是直接對物體做功，有時為了省力，有時為了方便，甚至是為了安全，往往是利用機械來做功. 當利用機械做功時，有一個很重要的問題值得研究：
例如，用水桶從井中向上提水，水桶是提水的機械. 其目的很明確，就是要把一定量的水從井里取上來，必須克服水的重力做功，這是為了把水取上來必須做的功. 物理學中，把“為了達到某種目的”必須做的功叫做有用功. 但是，因為使用了水桶，于是你在提水過程中不但要對水做功，也要對水桶做功，這是不可避免的. 從提水這個“目的”看，提水桶就成了“不可避免的額外負擔”. 物理學中，把不希望做但又不得不做的功稱為額外功. 在提水的例子中，把水桶提上來做的功就是額外功.
在提水的例子中，人的提力既要對水做功，同時也要對水桶做功，即包括了“有用功”和“額外功”，所以把人的提力做的功稱為總功. 三者的關系為： W總=W有用+W額外.
使用機械做功時，額外功是不可避免的. 但是人們總有這樣的愿望： 努力使機械多做有用功，盡可能少做額外功，即希望有用功占總功的比例越大越好. 于是，物理學中把“有用功與總功的比值”稱為機械效率，即η=×100%.
4. 影響機械效率大小的因素
從一些簡單的例子看： 例如，用水桶提水，水桶越重需要做的額外功就越多；又如，用動滑輪或滑輪組提升重物，動滑輪越重，需要做的額外功也越多. 這說明，機械的自重是影響機械效率的因素之一. 有些機械在工作時，由于做相對運動或者繞軸轉動，會受到摩擦阻力，而摩擦阻力越大需要做的額外功也越多，所以摩擦阻力也是影響機械效率的因素之一. 因此，我們可以從減少機械自重和機械工作時的有害摩擦阻力這兩個方面來提高機械的效率. 當然，在實際問題中，機械自重和有害摩擦總不可能減小到沒有的程度，所以機械效率總是小于1的.
機械效率大小還與機械的工作情況有關. 舉個例子說： 一個大型起重機，它上面的滑輪組很笨重. 不論提升的物體輕重，總是要把笨重的動滑輪提起來. 你說，用它把幾噸的物體或幾千克的物體提起相同的高度，機械效率會一樣嗎？當然是提起幾噸物體時的機械效率大. 因為，兩種情況所做的額外功一樣，而提起幾千克的物體時做的有用功卻很少，所以這種情況下的機械效率就比較小.對于一個機械來說，越是充分利用它的能力，它的機械效率就越大. 比如滑輪組，在它能承受的范圍內，提升的物體越重，機械效率就越大.
5. 一個不可違背的自然法則――功的原理
很多事實說明，要想得到某種“利益”，必須付出比“利益”還要大的“代價”，至少是與“利益”等同的“代價”. 要想“少付出”而“多獲得”是不可能的.
例如，使用機械時，要想省力（這是希望得到的“利益”） ，那就要多移動距離（這是必須付出的“代價”） ；反過來，如果不惜付出費力的“代價”，那么相應的也會得到省距離的“實惠”. 但是，既想省力又要省距離是不可能的. 力和距離是與做功相關的，省力就要費距離，費力就會省距離，其實質就是不可能少做功. 這反映了自然界的一個基本法則――使用任何機械都不省功. 物理學把這個法則稱為功的原理.
“不省功”包含兩層意思： 一是，使用機械做功與直接做功相等，這是理想情況，現實生活中不存在；二是，在實際情況中，因為不可避免地要做額外功，所以使用機械做功比直接做功還要多. 這與上面說到的“機械效率總是小于1”是一致的.
二、 應用與實踐
例 1 如圖1表示一個樓梯，樓梯上面是一個平臺. 樓梯的斜坡長L=5m，平臺高h=4m，平臺長s=3m. 某人手提質量為25kg的水桶沿樓梯勻速上樓，并走到平臺右端. 整個過程中人做了多少功？（g=10N/kg）
解析 人提水桶的力是：
F=G=mg=25kg×10N/kg=250N.
人沿樓梯上樓走的是斜坡，但是提力的方向豎直向上，所以水桶沿提力方向移動的距離是樓梯的高度. 于是，人沿樓梯上樓做的功為： W=Fs=Fh=250N×4m=1000J.
當人提水桶沿平臺行走時，由于提力方向豎直向上，而水桶在水平方向移動，所以提力對水桶不做功.
于是，整個過程中人所做的功就是1000J.
【關鍵詞】設計思想 教學設計 驗證猜想 知識反饋 設計總結。
1.設計思想
本教學設計首先從影響滑輪組機械效率注意事項入手進行實驗探究，并在此過程中理解實驗在科學探究中的作用，通過分析、觀察、測量、比較、收集證據，作出解釋，然后提出新的課題--如何提高機械效率，鼓勵學生學以致用，解決實際問題，讓學生經歷科學探究過程，培養了學生的探究意識，激發了他們的創新能力。
2.教學設計
總是小于1。那么產生這種現象的原因是什么？
是測量錯誤還是測量誤差？學生討論：有些學生認為
是讀數時產生的測量誤差。帶著這個想法重新回到 （1）
實驗發現所測機械效率還是大于100%。那么是不是測量錯誤呢？測量錯誤又是怎樣產生的呢？
演示：老師將如圖A所示的彈簧秤倒立過來如圖B所示，同學們發現了什么？答：發現彈簧縮短了，那么彈簧縮短的原因是什么？
學生提問：既然當彈簧秤向下拉時由于彈簧及掛鉤自重影響
滑輪組機械效率的測量，為了避免由于彈簧自重而帶來的測量錯
誤，我們應將彈簧秤向上拉。隨后實驗小組利用如圖（2）所示
通過數據分析實驗小組使用同一滑輪組而且鉤碼重，物體被提升高度均等的情況下為什么機械效率不同呢？
探究二：拉力的方向對滑輪組機械效率的影響
通過（1）（2）兩次數據比較發現，拉力F的大小不同，自由端移動的距離不同，為什么不同？讓學生帶著這個問題重新回到實驗發現
在做第一次和第二次實驗過程中拉力的方向不同，第一次
使拉力的方向豎直向上，第二次拉力方向與豎直方向成一
定角度如下圖C、D所示：
那么拉力的方向不同會導致什么不同呢？學生猜想：動力臂與阻力臂的比值不同。驗證猜想，如下圖所示當拉力方向分別與豎直方向成00、300、450、600角的情況下此時動力臂分別是阻力臂的2倍 倍、 倍、1倍。
根據杠桿的
平衡條件：動力
×動力臂=阻力
×阻力臂可知當
拉力方向與豎直
方向成300、450、600角時拉力F分別為物重的 、 、1倍，因此當豎直向上拉時拉力F= （G+G輪）/2（忽略磨擦阻力）當斜向上拉時，拉力F的大小大于（G+G輪）/2，而且發現繩子自由端移動的距離并不等于重物上升高度的2倍而是大于2倍，因此，根據公式W總=F·S可知，W總隨著α角的增大而增大，故在測量如圖（C）所示滑輪組機械效率時拉力方向始終豎直向上且必須是勻速的。
通過利用上述兩種滑輪組的機械效率測定發現當拉線從定滑輪出時應考慮彈簧及掛鉤的自重，當拉線從動滑輪出時應注意拉力的方向和速度。
過渡：請看插圖用一個重為1000N的大型動滑輪提升一個重量為10N的箱子，求該滑輪組的機械效率為多少？（g=10N/kg）
想一想：你是否愿意利用該動滑輪來提升較輕的物體，學生回答：不。因為機械效率低，那么如何提高機械效率呢？學生討論分析得出要提高機械效率應盡可能減少滑輪自重，盡可能減少各種摩擦阻力，那么同學們的討論結果是否正確呢？
探究三：探究滑輪自重對機械效率的影響？
通過實驗數據分析滑輪自重確實是影響機械效率的一個因素，因此提高機械效率就必須減輕滑輪自重，我們知道滑輪自重不可能無限減小，那么提高機械效率是否還有其它途徑呢？
探究四：探究被提升物體重量對機械效率的影響。
實驗小組用同一滑輪組提升重量不同的物體分別測定滑輪組的機械效率數據列表如下：
通過數據分析：實驗小組利用同一滑輪組提升重量不同的物體時，滑輪組的機械效率也不同，且機械效率隨著提升物體重量的增加而增加，因此增加提升物體重量同樣也是提高機械效率的途徑。
教師對機械效率進行理論分析：
3.知識反饋：
某同學利用三種不同的滑輪組來提升重量不
同的物體時，測得物重與機械效率的關系如
下圖所示，那么從G-？圖像中可獲取哪些信息？
答：1、從a、b、c三條曲線可知滑輪組的機械效率是隨著重物的增加而增加，在同一滑輪組中W額不變，增加W有從而提高機械效率。
2、a、b、c三條曲線均無限接近100%，說明使用滑輪組由于W額的存在？永遠不會等于1，即？
3、從圖像可知在W有（即提升重物G）相同時，使用a曲線對應的滑輪組提升物體時W額最少，而使用C曲線對應的滑輪組提升物體時W額最多，因此我們在生活中應選擇a曲線所對應的滑輪組。
4.設計總結
本實驗設計從生活走向物理，從物理走向生活，讓學生感到知識就在身邊，身邊蘊藏知識，設計中尤其注重讓學生體驗經歷探究的過程，引導學生對機械效率的探究，學生通過自己的實驗探究，不但加深了機械效率概念的理解，而且對"效率"概念有進一步的認識，因為在我們生產、生活中處處講效率，處處要提高效率，帶著效率的思考離開課堂，走向更大的思維空間。
1．掌握功的兩必要因素及其關系是理解是否做功的關鍵
物體做功有兩個必要因素：一個是作用在物體上的力（F），另一個是物體在這個力的方向上移動的距離（s）。（1）有力作用在物體上，但物體不動，也就是在力的方向上沒有通過距離，這時力對物體不做功或者說做功為零。（2）有距離通過，但在沿距離方向沒有力的作用，這時力對物體也沒有做功，或者說做功為零。（3）力與距離垂直時，這個力對物體也不做功。也就是說力的方向跟物體運動的方向相互垂直，力不做功。例如：人提著物體在水平路上勻速前進，提升物體的力沒有通過距離，不做功或者做功為零，物體的重力對物體也沒有做功。（4）力F與物體移動的距離s成某一角度（不垂直）時，力對物體是做功的。這點對初中學生不做要求，在高中、大學階段會繼續學到。
2．掌握做功的定義及其公式是求解做功問題的保證
（1）功的定義；物理學中，把力F與在力的方向上移動的距離s的乘積叫做功。
（2）定義式為：W=Fs。
（3）各物理量的國際單位：
W代表功 單位是焦耳（J），F代表力 單位是牛頓（N），s代表距離（m）。
3．利用功的公式計算時應注意的問題
利用W=Fs進行計算時，一定要注意力F和距離s的一一對應的關系，即距離s是在力F作用下且沿力的方向上移動的距離。其次，一定要注意F和s的同時性，即在計算做功多少時，一定要搞清s是否是F始終作用下運動的距離。比如用60 N的力將一重為8 N的物體踢出20 m遠，這20 m不是在腳的力的始終作用下運動的，在求腳對物體做功時，不能表示為W=Fs=60 N×20 m=1200 J。
4．例題賞析
例題：看圖回答問題。
問題：老爺爺提著水桶水平移動，請問他對水桶做功了嗎？
回答：_______________________。
解答：老爺爺對水桶沒有做功。或者答為老爺爺對水桶做功為0。
答題思路：有距離通過，但在沿距離方向沒有力的作用，這時力對物體也沒有做功，或者說做功為零。
二、機械效率問題
1．掌握有用功、額外功、總功的物理含義及其關系是解決機械效率問題的基礎
（1）有用功：為了達到某一目的而必須做的功，W有用=Gh。
（2）額外功：并非人們需要，但又不得不做的功，W額=W總-W有用。
（3）總功：有用功與額外功之和，W總=W有用+W額。
2．掌握機械效率定義及其公式是求解機械效率的保證
（1）定義：有用功跟總功的比值叫做機械效率。
（2）公式：η=■×100%。
（3）機械效率沒單位，用百分數表示。
3．常見機械的機械效率求解辦法
先求出有用功W有=G?h，再求總功W總=F? s，最后根據機械效率定義式求出斜面的機械效率η=■。
4．提高機械效率的方法
（1）改進機械結構，盡量減少機械自重。
（2）合理使用機械，定期保養，減少各種摩擦。
【關鍵詞】機械效率；做功；提升；拖動
《機械效率》這節的關鍵是正確理解總功、有用功、額外功三個概念。而學生在此之前只是認識了什么是功，并且有不少學生對功的理解也只是達到一個淺薄的水平，即：功 = 一個力 × 一個距離。因此當學生遇到“機械效率”中的多個力和多個距離時，就像無頭的蒼蠅，不知如何是好，或者是亂牽羊，隨便找個力和距離相乘就完事了。所以教師就必須幫助學生正確的建構總功、有用功、額外功這三個概念。以下是我結合自己多年的教學實踐經驗總結出的一套自認為有效可行的教學方法。
教材和新課標中對機械效率的要求并不是很高，而初中階段所涉及到的各類實際機械效率問題雖然各種各樣，但萬變不離其宗。我結合學生的認知規律和實際水平，將各類機械效率問題簡單的分為了兩種情況。即：（一）豎直提升工作。（二）水平拖動工作。
（一） 豎直提升工作。
學習機械效率問題時經常遇到使用各種簡單機械（滑輪組、杠桿、起重機）在豎直方向上提升某個重物的工作。這類問題中涉及到作用在繩端的動力，被提升重物的重力，動滑輪自身重力和繩與滑輪間的摩擦力等多個力。涉及到的距離有：繩子自由端移動的距離和重物在豎直方向上移動的距離。剛開始學生搞不清的是不知道哪個力做的功是總功，哪個力做的功是有用功，哪個力做的功是額外功。此時教師就必須幫助學生搞清此類工作的目的是什么？如何去完成這項工作？
首先告訴學生此類工作的目的是將重物在豎直方向上提升或降落，就必須克服物體的重力來做功，因此克服被提升的重物的重力做的功就是有用功。即：W有= FS = G物× S物 （其中S物是物體在豎直方向上移動的距離）。下一個告訴學生在操作簡單機械完成提升工作的過程中，必定有一個原動力施加在簡單機械上，這個力就是作用在繩子自由端的動力。只有這個力的存在才能順利操作簡單機械完成提升工作。因此這個原動力做的功就是總功。即：W總= F動×S動 （其中S動時繩子自由端移動的距離）。接下來教師要引導學生認識到在提升重物的同時，動滑輪也被提升了。也就是說在做這項工作的同時，也克服動滑輪的重力做了部分功，做這部分功并不是這項工作的目的，但又是不能不做的（其中也有克服繩與滑輪間的摩擦做的功）。這部分功就是額外功，即：W額 = G輪× S輪。
典型例題分析：
例1：用如圖1所示的滑輪組提升木箱，摩擦不計，木箱重為100N。當作用在繩端的拉力為40N時，木箱被勻速提升1m。
（1）據題目的條件，你能求出幾個物理量？把它們求出來。
（2）拉力F做180J的功，可使物體上升多高？
分析思路： 此例題比較開放，解決的關鍵是先認清這屬于豎直提升工作。因此克服物體重力做的功為有用功：W有= G物× S物 = 100N × 1m = 100J而作用繩端的動力做的功即為總功：W總= F動×S動 = 40N × 3m = 120J那額外功是：W額 = W總 ―W有，再由W額 = G輪× S輪 求解出G輪。那機械效率就更容易得出：η = W有/ W總
解：（1）問題1：所做有用功是多少？
因提升木箱過程中要克服木箱重力做功，
所以W有= G物× S物 =100N × 1m = 100J
問題2：所做總攻是多少焦？
由圖1可得木箱被提升h= 1m時，繩端拉動S= 1m × 3=3m
W總= F動×S動= 40N × 3m = 120J
問題3：所做額外功是多少？動滑輪重多少牛？
W額 = W總 ―W有 = 120J 100J =20J
由W額 = G輪× S輪 得G輪= W額/ S輪= 20J/1m = 20牛
問題4：機械效率是多大？
η = W有/ W總 = 100J/120J= 83.3%
(2)因為拉力做功為總攻，即：W總= 180J
所以由W總= F拉×S
得：S = W總/ F拉 = 180J/40 N = 4.5m
注意：利用斜面來提升物體做功也屬于在豎直提升工作，分析思路基本與用滑輪組提升物體相同，
（二） 水平拖動工作。
學習機械效率問題時也經常遇到使用各種簡單機械在水平方向上拖動物體的工作。如：利用滑輪組水平拖動汽車。這類問題中涉及到的力有：作用在繩端的動力，被拖物體與地面的摩擦力、被拖物體的重力、繩與滑輪間的摩擦力等。涉及到的距離有：：繩子自由端移動的距離和重物在水平方向上移動的距離。如何在這多個力與距離中分析出總功、有用功和額外功呢？問題的關鍵還是要落腳的工作目的上來。教師先引導學生搞清水平拖動工作的目的是將某物在水平方向上拖動距離，而在水平方向上拖動就必須要克服物體與地面間的摩擦力，因此做功時克服摩擦力做的功就是有用的功，即：W有= FS =f摩× S物 （其中S物是物體被拖動的距離）。接著就是考慮是哪個力操作簡單機械來做功的？那自然是作用在繩子自由端的原動力了，這樣學生就很自然的明白是這個動力做的功就是總功了，即：W總= F動×S動 （其中S動時繩子自由端移動的距離）。那克服哪個力做的功是額外功呢？很明顯在做以上功的過程中，克服繩與滑輪間的摩擦力做的功是額外功。最后值得注意的是物體沒有在豎直方向上發生位移，沒有克服物體重力做功，因此物體自身的重力在此類問題中就不能使用。
典型例題分析：
例2用如圖10－17的滑輪組水平地拉動物體．已知物重為1000N，物體與地面間的摩擦力是240N，當繩端的拉力是100N時物體以0.5m／s的速度勻速移動．求：（1）人拉繩端的移動速度；（2）滑輪組的機械效率。
分析思路：首先認清這是水平拖動工作。因此克服物體與地面的摩擦力做的功為有用功：W有=f摩× S物 。作用在繩端的動力做的功為總功：W總= F動×S動 。這個題中的物重1000N是沒有用的。
解：（1）由圖可得繩端移動距離S繩 = 3S物
所以繩端移動速度V繩 = 3V物 = 3×0.5m／s = 1.5 m／s
（2）η = W有/ W總= f摩× S物 / F拉×S繩= f摩× S物 / F拉×3S物
一、實驗裝置的考查
測滑輪組的實驗需要的實驗器材有滑輪組、鐵架臺、彈簧測力計、刻度尺。在滑輪組的實驗裝置中一般會給出一定數量的動滑輪和定滑輪，并提出改變拉力方向（圖1甲）、最省力的繞線（圖1乙）、拉力向某個方向的要求，要求畫出繩子的繞法。
二、實驗步驟及操作的考查
按組裝圖把實驗器材裝配好后；用彈簧測力計測量出重物的重力G；在動滑輪下面掛上重物，并分別記下重物和彈簧測力計的位置；勻速豎直向上或向下拉彈簧測力計，使重物上升一段距離，讀出彈簧測力計的讀數F；用刻度尺分別量出重物上升的距離h和繩的自由端移動的距離s；由測得的數據，根據η==計算出滑輪組的機械效率。實驗過程中關鍵要勻速向上或向下拉彈簧測力計，使讀數更加穩定；讀數時還要關注彈簧測力計的朝向不同時的讀法，如圖2甲圖彈簧測力計的讀數是2.4N，圖2乙圖彈簧測力計的讀數是2.8N。
三、數據分析的考查
圖2中D為鋁制滑輪，E為鐵制滑輪，其他滑輪都是塑料制造的。根據圖2所示裝置做了8次實驗，數據記錄如下表：分析第1和2次的實驗數據可知滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關。分析1、3、4三次的實驗數據可以得出同一滑輪組的機械效率與物重有關或成正比；根據η==，用同一滑輪組對不同的物體做功時，其額外功不變，重物越重時做的有用功越多，機械效率越高。根據以上分析也能說明“同一個機械，它的機械效率是一個定值”是錯誤的。分析1、5、6或1、7可知滑輪組的機械效率與動滑輪自身的重力有關；或提升同一物體，動滑輪越重（1、5、6都是一個動滑輪，但由于材料不同，導致重力不同；1和7是同種材料的動滑輪，F的動滑輪個數比A多），滑輪組做的額外功越多，機械效率越低。對比第1和8兩次實驗數據，可知同一滑輪組機械效率與繩子繞法無關，因為η==，對同一個物體做功時，所做的有用功是相同的，做的額外功也是相同的，所以同一滑輪組在不同繞線時的機械效率也是相同的，但此時它們的拉力不相同。進一步分析可知，在動滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機械效率與物重和摩擦有關。
四、提高機械效率的考查
提高機械效率主要采用增大有用功和減小額外功的辦法，增大有用功采用增大物體重力的方法。減小額外功采用減輕動滑輪和繩的自重、減小輪和軸間的摩擦。
五、機械效率計算的考查
機械效率的計算是每年的必考項目，在選擇題、填空題、實驗題和計算題都會出現。實驗的考查主要在分析數據和填空中出現，關鍵要分析清楚誰在做有用功、額外功和總功，例如計算上表第7次實驗的機械效率并填入表格中，η====66.67%。
一、課前復習要做到有的放矢，目的在于為新課做鋪墊
在每節課的起始環節，適當的復習鋪墊是很不可忽略的。復習鋪墊的關鍵在于把握住知識重點，激活學生相關的舊知識，促進舊知識向新課遷移。復習鋪墊時間要短，時間控制在3分鐘左右;內容要精，要能步步為營，環環相扣，很自然的將舊知識向新知識過渡;形式要新，內容形式多樣，可以是討論、搶答、填空等等。總之，要適量、適度、有的放矢，使復習鋪墊有效、到位。筆者在《機械效率》一課中則主要以填空的方式復習舊知識點，為新課達到鋪墊的作用。如：
1.做功的兩個必要因素：一是物體要力作用，二是物體要在力的方向上通過一定的距離。
2.功等于力的大小與力的方向上距離的乘積。用公式W=FS表示
3.（1）用滑輪組提起重物時，動滑輪上有幾段繩子吊起物體.將物體提升的力等于總重的幾分之一。
（2）手拉繩子通過的距離等于物體上升的距離的n倍，即s=nh。
4.光滑程度相同的斜面，越平緩越省力（省力或費力）。
二、采用生活中的實例物理概念，激發學習興趣
著名教育家陶行知提出：“教育不能脫離生活，生活即教育。”由于物理和生活、社會有著極為緊密和廣泛的聯系，因此，物理教學設計要立足于學生熟悉的生活現象、生活例子，使學生在認識、分析這些現象產生原因的過程中，學習物理知識，從而使學生感到生活中處處有物理，不僅能增強學生對大自然的親近感，而且降低了學生的理解難度，激發了學生的學習興趣。
《機械效率》教學中，筆者呈現出生活中常見的一則實例：小張家買了一套新房，因裝修房子的需要，要把沙子從一樓運往三樓。方案1.將沙子裝進桶里提上三樓;方案2.將沙子裝進桶里用動滑輪提上三樓;方案3.將沙子裝進袋子里用動滑輪提上三樓;問題;那種方案較好？（已知：沙子重100N，人的體重400N，動滑輪重10N，桶重20N，口袋重5N，每層樓高3m）
討論并計算：
1.我們的目的是什么？那部分功對我們是有用的？
2.為了達到目的，采用上面的三種方案人實際總共做功各是多少？那些功人不想做，但采取這種方案又無法避免，對達到目的來說是額外的？它們各是多少？3.那種方案較好？怎樣比較？
教師小結，給出有用功、總功、額外功的定義，并說明可用有用功與總功的比值來反j完成某任務所采取的方案的劃算程度，物理上把它叫做為機械效率。以這樣的生活實例引入物理概念，很自然地提出本課內容，既能激發起學習欲望，讓學生快速地進入學習狀態。
三、實驗探究式學習，倡導新課程理念
記得一位教育家曾說過：“不好的教師傳授真理，好的教師讓學生發現真理。”新課程的理念在于教師為輔，以學生為主體，教師引導學生積極主動參與到實驗探究中。實驗探究式教學模式的程序可以設置為“設置實驗、創設情境――感性認識、探究分析――上升理論、指導實踐”。
本節教學中的實驗探究：探究滑輪組的機械效率
設計實驗方案：用動滑輪和定滑輪組成的滑輪組，用刻度尺分別測出鉤碼和繩自由端移動的距離，用彈簧秤分別測出鉤碼的重力和繩自由端的拉力;分別改變鉤鉤碼的個數和滑動的個數，再設計記錄數據的表格，就可完成探究目的。進行試驗：請同學們根據本小組的需要進一步討論完善試驗方案，選擇桌面上的器材進行實驗，記錄好數據。得出結論：分析實驗數據，你能得出什么結論？你還想知道些什么，可以自己課外繼續去探究。評估：回想實驗的過程，影響實驗誤差的因素是什么？學生在通過探究式實驗，以數據的分析得出滑輪組的機械效率與哪些因素有關。
四、有效利用多媒體教學，提高課堂教學效率
信息技術與各個課程的整合是21世紀基礎教育教學改革的新視點。傳統的、單一的教學模式已經無法打造高效的課堂，借助于先進的信息技術進行多媒體教學是一種新型的教學方法，兩者有機結合，能有效地共同完成課程教學任務。筆者在多年的教學中善于充分利用豐富多彩的多媒體，展現物理學科的魅力。
《機械效率》一課中充分有效地利用了多媒體輔助教學手段，在新課導入中，筆者以動畫形式展示出三種搬沙子的方法，不僅能迅速抓住學生的注意力、增加趣味，同時幫助學生形象生動地理解三種搬運沙子中哪種方法更加省力。
在初中物理課堂教學中實施科學探究式教學，這對提高學生的科學素養具有重要的作用.美國《國家科學教育標準》認為，科學探究是指學生用以獲取知識、領悟科學家研究自然界所用的方法而進行的種種活動.只有讓學生經歷物理學家類似研究、探索物理規律的過程，才能讓學生體驗和感知其中的物理思想和方法，從中獲得經驗，并能夠更好地理解知識和提高能力.在中國《全日制義務教育物理課程標準》中，對探究過程的七個要素對應的學生科學探究能力提出了具體要求，教師在物理課堂教學中應把科學探究能力目標進一步分解細化，結合教學內容，轉化為具體的教學目標和教學設計.
蘇科版九年級物理第十一章第五節“機械效率”是第十一章“簡單機械和功”的最后一節.機械效率與我們的生活息息相關，已廣泛應用于人們的工作、學習和生活中.本節課的教學設計秉持“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，以科學探究為手段，讓學生經歷有用功、額外功、總功和機械效率概念的形成過程，加深對物理概念內涵的理解；通過學生的科學探究活動，使學生受到思維訓練、領悟物理思想方法、發展創新能力，提高學生學科綜合素質；同時，通過學生小組之間的合作與交流，培養學生的團隊意識，發展學生的學習力.
2教學設計
2.1教學目標
2.1.1知識與技能
(1)結合科學探究活動了解有用功、額外功、總功及它們之間的聯系;
(2)知道機械效率，了解提高機械效率的途徑和意義.
2.1.2過程與方法
(1)通過實驗，體驗使用機械做功的過程，加深對有用功、額外功、總功的理解;
(2)通過參與科學探究活動，使學生學會設計實驗、能根據實驗數據分析歸納簡單的科學規律.
2.1.3情感態度與價值觀
(1)在科學探究活動中，培養學生團隊精神，養成事實求是、尊重實驗結果的科學態度;
(2)通過實驗探究活動，激發學生學習物理的興趣.
2.2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.
2.3教學過程
2.3.1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.
2.3.2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.)
2.3.3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.
教師：請同學們自己設計實驗數據的記錄表格.
實驗次數G/Nh/mF/NS/mW1/JW2/J123(說明：設計實驗探究方案是科學探究的核心環節，教師要讓學生參與方案設計的全過程，發展創新思維，體驗合作的樂趣，鍛煉語言表達和交流能力，形成嚴謹的科學態度，提高自身的科學素養.探究方案的設計過程是學生主動建構、主動思維的過程，教師不能包辦代替，應根據學生的認知特點和思維水平，循序漸進地引導學生完成探究方案的設計.通過全班學生的合作，教師要讓每個學生明確實驗的目的、原理、操作程序和操作技巧，決不能急于求成.)
2.3.4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%.
2.3.5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.)
2.3.6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.
2.3.7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.
2.3.8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？
一、課堂提問的功能
（1）激勵和激發學生思維，提高學生興趣的功能。心理學認為，科學學習是兒童關于自然現象的原有概念的發展與轉變，而不是新信息的點滴積累過程。當學生的思維還沒有啟動的時候，教師精心設計的提問會引起學生的懸疑，激發他們的認知沖突，使思維處于高度自覺和主動的地位，從而把他們的注意力吸引到所要研究的問題上來，同時教師應“慷慨”地提供思維加工的原料，通過回憶已有知識、演示實驗、敘述現象、出示練習題等，用準確、清晰、簡明的語言提出問題，充分發揮和調動學生的主觀能動作用，達到“一石激起千層浪”的目的。
（2）啟發學生思維，給學生創造新的創新機遇的功能。教師要根據教材的實際和學生的認知能力，預測學生學習新知識時可能產生的認知障礙，通過巧妙設疑，突破難點和關鍵。問題是思維的核心。只有提出了有一定深度的問題，才能引發學生的積極思維，才能培養學生的創新能力。
（3）梳理學生思維，幫助學生形成正確的認知結構。如在學習了“牛頓第一運動定律”和“慣性”后，學生由于頭腦中早已有了與亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的理論類似的觀念，不能正確運用“牛頓第一運動定律”去解釋原來已處于運動狀態的物體在不受力的作用后的運動情況，教師可以設計這樣一問：“你坐在向前勻速直線運動的汽車里，將手中的鑰匙豎直向上拋出，當鑰匙落下時，是落在手里，還是落在后面？為什么？”引導學生克服“鑰匙拋出后，雖然在豎直方向上做先上后下的運動，但水平方向上它還將保持拋出時鑰匙隨汽車一起做勻速直線運動的狀態”這一認識難點。
二、如何設計提問
鑒于提問的上述功能，我們應該在備課中按照如下的方式設計問題。
（1）趣味性。思維從對問題的興趣開始。皮亞杰曾說過：“所有智力方面的工作，都要依賴于興趣。”把興趣因素引入初中物理教學，無疑給其改革帶來勃勃生機，最成功的學習者是那些既有天賦、又有極大學習動力的人。對于學生來講，只有他感興趣的東西才會使其產生學習的欲望和動力。而富有藝術的提問，是激發學生學習興趣的有效手段。第斯多惠指出：“教學的藝術，不在于傳授本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞。”提問激起的強烈興趣，使學生的求知欲達到亢奮狀態。所以，提問設計要富有情趣、意味和吸引力，以引起學生的好奇心，激發他們的求知欲望，促使學生在生疑、解疑過程中愉快地獲得新的知識和能力，體會到思考的成功歡樂與滿足。物理教學中，一系列與日常生活有關的物理問題能對學生的大腦產生強烈的撞擊，學生的思想火花被迅速地激活起來，并產生強烈的興趣。
（2）啟發性。啟發性是設問最直接的目的，如果問題設計能讓學生觸類旁通，那么這個問題的啟發性就強，有啟發性的問題就是讓學生不斷地生成問題，活躍思維……教師提出第一個問題，學生回答后，立刻生成第二個問題，這就要求問題設計既有一定的思維空間，又有很好的誘導性，這樣才能拓寬學生的思路，不斷激發他們的積極性，主動性和創造性。
（3）探究性。在物理教學中，教師應有效利用提問的方式，讓學生去發現，思考，探究，逐步培養其問題意識。例如，用“一定一動”滑輪組提升重物效果好，還是“二定二動”滑輪組提升重物效果好？學生回答是“二定二動”效果好，因為它能更省力。接著老師問：既然用“二定二動”的滑輪組好，為什么人們還要用“一定一動”的滑輪組？學生討論后回答：“一定一動”比“二定二動”省距離。接著老師再問：它們的做功情況如何？哪個機械的效率更高？通過實驗探究，得到結論：在提升相同重物的情況下，“一定一動”的比“二定二動”的機械效率更高。在此基礎上，老師進一步問：是不是越簡單的機械其機械效率就越高呢？某一機械，它的機械效率是不是一個定值呢？通過進一步的探究發現，用同一機械來提升不同的重物時，它的機械效率是不同的；提升的重物越重，其機械效率就越高。一連串的問題和實驗結果，大大背離了學生原先的判斷，強化了學生思維的探索性、研究性和創造性。
第一課時主要設計為兩大環節：第一環節通過學生自學、交流討論的方式使學生掌握了有用功、額外功、總功的概念以及機械效率的定義和計算公式，并進行機械效率的計算練習；第二環節我引導學生就“如何測量滑輪組的機械效率”這一問題進行分析和討論，使學生基本明確了滑輪組機械效率的測量方法。一堂課下來非常順利，我暗自得意，因為本堂課第二環節我自認為是教學設計中的一個“亮點”，完全可以為突破第二課時“機械效率總是一定的嗎？”這個教學難點鋪平道路。
可我無論如何沒想到，我自認為的這個“亮點”并沒有使第二課時的教學過程按照預期的方向進展，我的課堂教學遭遇了一次“美麗尷尬”。
第二課時我開門見山直接提出問題：“如果上節課練習中用動滑輪提起的物體重由200N增加到400N，那么機械效率還是83.3%嗎？就是說，對同一機械，它的機械效率是恒定不變的嗎？”
由于是科學探究課，同學們的興趣馬上起來了，猜想不變的有兩個小組，猜想可能變化的有四個小組，我又請這四個小組進一步猜想“如果滑輪組提升的物重變大，它的機械效率是會升高還是降低呢？”，這四個組竟然都猜想“機械效率將降低”。我心中暗想：“降低？哈，一會兒你們就知道應該是升高了，一幫不認真動腦、只知道胡亂猜想的家伙！”現在想來，這個想法實在幼稚，要求學生在很短時間內動腦分析并進行合理的猜想確實有些苛刻，畢竟猜想就是猜想嘛，有時可以不需要理由的！
制定方案之后，我放手讓各組進行實驗收集證據。因為前面一切順利，“萬事俱備、只欠東風”了，我沒有對各組的實驗數據進行及時的關注，把注意力放在了觀察各小組成員的表現上了。看到同學們積極踴躍、合理分工、大膽動手，我多少有些對自己的精心設計“陶醉”了。
沒想到，各小組匯報數據時，“暴風雨”一下子來了，六個組的數據分別是,表1：
這下可“熱鬧”了，只有C、D兩組的數據可以得出正確結論：“隨著鉤碼重的增加，滑輪組機械效率是逐漸升高的”，F組數據說明“隨著鉤碼重的增加，滑輪組機械效率是固定不變的”，A、E兩組數據顯示“隨著鉤碼重的增加，滑輪組機械效率有時升高，有時不變”，B組數據竟然顯示“隨著鉤碼重的增加，滑輪組機械效率有時升高，有時降低。
怎么會是這樣的結果呢？剛才活潑熱鬧的課堂一下子安靜下來，同學們都在看著我，眼神里有些不安，有的組長已經意識到實驗數據出問題了。
畢竟我曾多次接受過新課改的培訓，我知道實驗失敗雖然打亂了我的教學設計，但如果處理得當的話，也完全可能有意外的收獲。想到這里，我迅速冷靜下來，微笑著說：“同學們，我剛才特別注意觀察了你們的表現，我發現你們的積極性是很高的，也敢于動手，不過很遺憾，我們六個組的實驗數據差別如此之大，顯然是實驗過程中出現了一些失誤，我們的實驗失敗了！不過這也并不可怕，其實這是很正常的。當年愛因斯坦不也犯過錯誤、牛頓不也有過失敗嗎？關鍵是在錯誤和失敗面前我們如何去做。同學們說，現在我們應該怎樣做？”
“反思！”、“評估”、“找出錯誤的根源，重新實驗”……同學們七嘴八舌地說。
“那還等什么呢？趕快行動起來吧！我給你們時間，這節課不行，下節課我們接著研究。另外需要說明一點，如果哪個小組需要幫助的話，我很樂意效勞。”我的心已經從剛才的緊張不安中緩解過來了。同學們對我最后一句話先是一愣，馬上變成了會意的微笑，投入到他們的反思和評估之中……
時間永遠都是不等人的。下課的鈴聲響了，宣告我本節課預定的教學計劃“破產”了。回到辦公室，我馬上對各組的實驗數據進行了認真的分析，并與同教研組的老師進行了探討交流，我的心中有“譜”了。
第二天下午快樂大課間，我和一位同事切磋了幾局乒乓球后，把各小組正、副組長召集到實驗室，和他們一起交流與討論實驗的做法。經過認真的分析，細致的多次實驗，我們發現導致失敗的原因有以下幾個方面：
1、由于興奮，沒有控制好測力計的勻速運動，導致測力計示數F偏大或偏小，所以出現某次機械效率偏低或者偏高的情況；
2、讀測力計示數時有些隨意，比如明明是指針在0.5N和0.6N之間，應該讀作0.5X N,但為了計算方便，隨意讀作0.5N或0.6N，導致實驗出現誤差太大；
3、有個別彈簧測力計的指針與軸接觸不牢固，有松動情況，但只顧匆忙實驗忽略了重新校零。
4、F組的繩端拉力0.2N、0.4N、0.6N明顯偏小，是嚴重錯誤。
【關鍵詞】探究性學習 物理課堂教學
探究性學習的理論基礎主要來自布魯納的建構主義學習理論——學習是一種積極的過程，學習者在該過程中依靠現在和過去的知識建構新的思想和概念。在這一過程中，教師應當積極鼓勵學生自己去探索原理，師生之間應當積極進行對話。建構主義理論指導下的課堂教學通常具備這樣的基本特征：凸現學生中心，強化教學過程，注重師生對話，營造民主氛圍。那么，在初中物理課堂教學中，應當如何來引導學生進行探究性學習呢？下面，結合自己的教學實踐，淺談自己的幾點看法。
一、通過物理實驗操作去探究自然過程
自然現象中的許多物理規律都是通過物理實驗才能揭示的，如果僅僅依靠教師的抽象講解，學生很難理解。所以，教師在教學中，要注重引導學生加強實驗操作，并對實驗中的問題與現象進行分析，透過現象看到本質，通過數據的變化來抽象出概念或規律。例如：密度的概念對于初中生來說是很抽象的，但如果在實驗中讓學生通過體積不同、質量不同的同種物體作比較、做實驗，學生通過實驗探究討論，可以得出同種物體質量與體積的關系，再引入密度的概念，學生就能很自然地理解密度的概念。又如在串并聯電路中，對于總電壓和部分電路電壓的關系，學生通過動手操作，探究實驗過程，通過儀器數據的變化分析，就很容易理解掌握了。
二、創設教學情境激發學生參與探究
教學情境的創設，是學生探究物理知識產生的背景，是發現和提出物理問題的重要前提，只有當教師創設的教學情境進入學生的“最近發展區”且在內容上有挑戰性和探究性，學生才能在已有的認知基礎上激發起探索欲望，才能與教師互動合作，從中發現問題，提出問題，并解決問題。
學習“功和機械能”中“機械效率”一節時，在學生知道了機械效率是有用功占總功的百分比之后，對于探究斜面機械效率的事例，安排學生對日常生活中的一幕進行分析：小明和小紅分別騎自行車上一道斜坡，健壯的小明沿著坡路一直沖了上去，而體弱的小紅則騎車走S型的道路輕松上到了坡頂，他們上坡時誰的機械效率高？你認為斜面的機械效率與哪些因素有關？怎樣證實你的想法？
由于探究事例取自于學生熟悉的實際生活，這可以引起他們較強的探究欲望。學生在討論中得出了斜面的機械效率可能與坡度的大小、粗糙程度、重力大小、用力大小等有關猜想。經過分析、篩選，大家在課堂上對斜面的機械效率與傾斜程度、粗糙程度的關系進行研究，以驗證自己的猜想。他們將長木板的一端墊高成為斜面，用彈簧測力計測出小車重力和拉小車沿斜面勻速上升的拉力的大小，計算出了有用功、總功和機械效率。由于在前面的學習中學生又通過控制變量分析問題的經歷，因此他們熟練采用控制變量法，改變斜面的傾斜程度，測出了拉小車沿不同坡度斜面勻速上升時的機械效率，通過分析對比得出斜面傾斜程度越大效率越高的結論。同樣，還知道了斜面越粗糙機械效率越低的道理。正是由于他們對所探究事例比較感興趣，很多同學想更進一步搞清小明和小紅的體重以及上坡速度是否對機械效率有影響，從而將探究活動從課內延伸到了課外。學生的這些發現，正是由于他們對這項以自己現有知識和技能順利完成的探究感興趣的結果。
三、用新問題激發學生主動參與探究
學生在解題過程中，常會受到一些問題的影響，為了解出答案，會積極主動地與教師互動，參與探究，教師適當引導，將問題分成若干個“階梯式”的子問題，放手讓學生去實踐研究，讓學生感受到參與探究的樂趣，通過自己的實踐，留下深刻的印象。像上述教學案例中，讓學生探究“小明和小紅的體重以及上坡速度是否對機械效率有影響”就是用新問題來激發學生主動參與探究的過程。
四、解錯常規題時讓學生自主探究錯因
常規題是物理教學的重點內容，可有些時候學生失誤很多，為了讓他們養成良好的審查習慣，樹立一種正確的意識，要讓學生對做錯的題目認真分析錯因，讓學生的無認知監控機制發揮作用，教師也可在課堂教學中有意制造疏漏，讓學生討論、探究，最后得出正確答案。這樣，這種波瀾起伏的解題感受給學生留下了深刻的印象，課堂上學生在交流中互幫互學，共同提高，培養了學生的思維能力，協作精神，更重要的是讓學生感到難題并不神秘，就在大家的探究之中，這樣的物理探究性學習必能增強學生的自信心。
五、利用物理探索題讓學生探究
一、從知識的應用談學生思維完整性的培養
例1 底面積為S=0.4m2的大木箱原放在水平地面上。如圖所示，現某人用小車將它從斜面底端勻速推上斜面頂端，整個過程歷時10秒。已知木箱重400N，人體重600N，人對車的推力F=75N，斜面長l=4m，斜面高h=0.5m，求：
（1）木箱對水平地面的壓強；
（2）木箱沿斜面向上的速度；
（3）對木箱所做的有用功；
（4）這種情況下的機械效率。
本例中的第四小問，學生的錯誤率極高，從本人任教的某個班級的答題情況來看，幾乎沒有正確的，學生的回答清一色為：W有=Gh=400N×0.5m=200J，W總=FS=75N×4m=300J，η=■×100%=■×100%≈66.7%，這種解法疏忽了用小車將木箱從斜面底端勻速推上斜面頂端過程中克服人自身重力做的功。其實，這一題并不難，教師只要稍加點撥，學生馬上就會恍然大悟，得出正確的答案。究其原因，仍然是受初中生思維發展的片面性的影響，不能全面、辯證地分析問題、解決問題，而是抓住一點而不計其余。所以在教學中，教師要有意識地增加此類題型，舉一反三，逐步培養學生的思維的完整性，使他們在應用物理知識解決實際問題時，能全面、客觀地分析問題。
二、從實驗過程的設計談學生思維嚴密性的培養
例2 某學習小組同學在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了三次實驗。實驗數據如下表所示：
■
有同學根據上述實驗數據分析認為，機械效率的大小可能與重物提升的高度有關，為了驗證上述猜想，你認為應如何設計實驗？
許多學生的答案如下：用滑輪組把重物提升不同的高度，分別測出機械效率，然后進行比較分析得出結論，或者是用滑輪組把相同重物提升不同的高度，分別測出機械效率，然后進行比較分析得出結論。我們知道這樣的語言表達是缺乏嚴密性的，根據控制變量法，滑輪組的機械效率與所提升的物重、動滑輪的重以及繩重和摩擦力的大小都有關系，要探究機械效率與重物提升的高度的關系，必須控制以上幾個量相等，這樣才能得出正確的答案。然而由于初中學生思維的特點，思考問題不夠嚴謹，或者是沒有想到，或者是只想到一部分，都導致了錯誤答案的出現。針對這種情況，教師要引導學生回想影響滑輪組機械效率的幾個因素，逐一板書，然后組織學生思考：如果所提升的物體的重力和所提升的物體的高度都不同，測出機械效率不同，為什么不能得出機械效率與所提升的物體的高度有關，使學生認識到控制不變量的重要性，從而得出正確的答案：用同一滑輪組把相同的重物勻速豎直提升不同的高度，分別測出機械效率，然后進行分析得出結論，最后再由η=■×100%公式推出η=■×100%，引導學生思考“勻速豎直”的必要性。這樣一步接著一步，使學生不斷深入思考問題的實質，認識到物理探究的嚴密性，不斷健全學生的思維。
三、從實驗步驟的安排和結論的歸納談學生思維科學性的培養
例3 如圖，增加一種實驗器材，你可以探究什么物理規律？
（1）增加的器材：___
____________________；
（2）提出問題______
_____________________；
（3）進行猜想____________________________；
（4）實驗設計____________________________；
（5）實驗結論____________________________。
由于絕大部分同學增加的器材是電流表，下面僅根據此展開研究。
“提出問題”部分，許多學生提出的問題是：串聯電路各處的電流是什么關系？
“進行猜想”部分，許多學生的猜想是：串聯電路各處的電流相等。
“實驗設計”部分，許多學生是這樣設計的：分別在A、B、C三處串聯接入電流表，閉合開關，再分別測出A、B、C三處的電流IA、IB、IC。
“實驗結論”部分，許多學生的答案：串聯電路各處的電流相等。
以上學生的解答實驗設計部分和實驗結論部分都存在問題。雖然在學習探究杠桿的平衡條件時，我們已經強調了多次實驗避免偶然性的重要性和必要性，然而由于學生年齡小，思維缺乏周密性和科學性，以及思維上的定勢，實際應用起來，仍然不能掌握其精神實質，甚至一些同學一談到多次測量，就認為是為了減小誤差。為了幫助學生認識到多次測量才能得出正確的規律，我設計了這樣的教學過程：指名一名同學問：“你有沒有每天晨跑的習慣或規律？”生答：“沒有。”師問：“那么有一天，你起床遲了，跑步到學校，是不是就證明你每天有晨跑的習慣或規律了呢？”生答：“不能。”師再問：“那怎樣才能證明你每天有晨跑的習慣或規律了呢？”其他學生回答：“連續多天觀察他是否跑步，如果一直是這樣，就證明有，如果不是，就證明沒有。”這樣的類比教學，雖然簡單，卻能很形象地幫助學生認識到只有多次實驗才能驗證某一規律的道理，認識到科學方法的重要性。
