第3节机械效率公开课教案（教学设计）

地区： 广东省 - 江门市 - 鹤山市

学校：鹤山市址山中学

第3节　机械效率 初中物理       人教2011课标版

1．知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。

2．理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。

3．培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。

对机械效率概念的理解。

综合教学法

师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？

生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。

师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。

现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（模拟动画）

这是一个利用滑轮组提升物体的装置图，请观察和思考：

①几段绳子承担物体和滑轮的总重？

②砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？

③把5 N重的砂子运上0.5 m高的楼上，需要做多少功？

④动滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦忽略不计，绳子末端拉力F要多大？

⑤通过滑轮组，绳子末端用了实际的拉力是多大？拉力做了多少功？

想一想，这两个功为什么不相等？

　　在投影仪上映出学生讨论的结果。

学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大。做的功要比没有摩擦时大一些。

　　师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。

投影：

　　（一）有用功、额外功、总功

　　有用功：在工作时，对人们有用的功。

　　额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。

　　总功：有用功与额外功的和。

       用桶从井中提水的时候，对________做的功是有用功，对_________做的功是额外功。

　　如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是_________功，对水做的功是_________功。

1．演示实验

　　测定：把重G=5 N的木块，提高到h=0．2 m的高度时，

　　①通过“一定一动”滑轮组所做的有用功、总功。

　　②通过“两定两动”滑轮组所做的有用功、总功。

　　每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。

　　2．讨论与分析

　　①有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？

　　（没有）

　　②使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？

　　（不同）（这说明额外功不同）

　　③额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？

　　（越少越好）

　　师：一定的总功中，额外功少意味着什么？

　　生：有用功多。

　　师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量， 叫做机械效率。

投影：

　　（二）机械效率的定义

　　有用功跟总功的比值叫做机械效率。

投影：

　　（三）机械效率的公式：

                η=W有用／W总

       ①计算课本P219第4题中起重机的机械效率。

　　②计算演示实验中所用的简单机械效率。

　　师：由计算结果推知。

投影：

　　（四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。

师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。

第3节　机械效率

第3节　机械效率

师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？

生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。

师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。

现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（模拟动画）

这是一个利用滑轮组提升物体的装置图，请观察和思考：

①几段绳子承担物体和滑轮的总重？

②砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？

③把5 N重的砂子运上0.5 m高的楼上，需要做多少功？

④动滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦忽略不计，绳子末端拉力F要多大？

⑤通过滑轮组，绳子末端用了实际的拉力是多大？拉力做了多少功？

想一想，这两个功为什么不相等？

　　在投影仪上映出学生讨论的结果。

学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大。做的功要比没有摩擦时大一些。

　　师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。

投影：

　　（一）有用功、额外功、总功

　　有用功：在工作时，对人们有用的功。

　　额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。

　　总功：有用功与额外功的和。

       用桶从井中提水的时候，对________做的功是有用功，对_________做的功是额外功。

　　如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是_________功，对水做的功是_________功。

1．演示实验

　　测定：把重G=5 N的木块，提高到h=0．2 m的高度时，

　　①通过“一定一动”滑轮组所做的有用功、总功。

　　②通过“两定两动”滑轮组所做的有用功、总功。

　　每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。

　　2．讨论与分析

　　①有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？

　　（没有）

　　②使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？

　　（不同）（这说明额外功不同）

　　③额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？

　　（越少越好）

　　师：一定的总功中，额外功少意味着什么？

　　生：有用功多。

　　师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量， 叫做机械效率。

投影：

　　（二）机械效率的定义

　　有用功跟总功的比值叫做机械效率。

投影：

　　（三）机械效率的公式：

                η=W有用／W总

       ①计算课本P219第4题中起重机的机械效率。

　　②计算演示实验中所用的简单机械效率。

　　师：由计算结果推知。

投影：

　　（四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。

师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。