第五节 机械效率
第一课时 机械效率
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能
1.知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系．
2.理解机械效率的概念，会用机械效率的公式进行简单的计算．知道机械效率小于1及没有单位的原因．
过程与方法
经历用机械效率解决实际问题的过程，形成典型习题的解题思路．
情感态度与价值观
关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识．
重点
理解机械效率的概念，会利用公式η＝W有／W总进行有关计算．（注意改正书写方式，应乘以100℅）
难点
会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法．
【教学环节安排】
环
节
教 学 问 题 设 计
教学活动设计
二次备课
创设情境
小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼，想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到二楼．请同学们根据需要设计方案、选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
教师积极引导，对每种方案认真分析，及时表扬，找出优劣，自然地引出“机械效率”．
学生表演
阅读提纲
1.什么是有用功、额外功、总功？
2.什么叫机械效率？
3.影响机械效率的因素有哪些？
教师出示导学提纲，并指导学生自主学习．
学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成导学提纲．
学生利用课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成导学提纲
合作共建
知识点1：有用功、额外功和总功
问题1：什么叫有用功、额外功和总功？
小结：对人们有用的功叫做有用功，用
W有用表示，即W有用=Gh；对我们无用但又不得不做的功叫做额外功，用W额表示；拉力所做的功叫做总功，用W总表示，即W总=Fs．
问题2：有用功、额外功、总功三者有什么关系？
小结：W总=W有用+W额
问题3：处理例1和变式练习1
例1：【解析】用水桶提水，目的是提水，所以对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功；在井中捞桶，目的是把桶提上来，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功．
变式练习1：【解析】由图可知s=3h=3m，有用功W有用=Gh=20J，总功W总=Fs=24J， 额外功W额=W总-W有用=4J．
知识点2：机械效率
问题1：什么叫做机械效率？
小结：有用功和总功的比值叫做机械效率．即机械效率表示了有用功在总功中所占的比例．
问题2：写出机械效率的公式，并理解η随W有用和W总的变化情况．
小结：×100%．当有用功一定时，做的总功越多，机械效率越小；当总功一定时，做的有用功越多，机械效率越大．机械效率用百分率表示．
问题3：为什么机械的机械效率都小于1？
小结：因为动力对机械所做的总功大于机械做的有用功，所以机械的机械效率都小于1．
问题4：处理例2和变式练习2
例2：【解析】首先由图可知s=2h=2m，再计算有用功W有用=Gh=240N×1m=240J，总功W总=Fs=150N×2m=300J，最后求
×100%=℅=80%．
变式练习2：【解析】甲乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，说明它们做的有用功相同．当有用功相同时，做的总功越多，机械效率越小．所以甲升降机做的总功少．
教师按照右图演示实验，学生思考并回答：
为了提升重物G，拉力F对下列物体做功：
①提升重物做的功；
②提升动滑轮做的 功；
③克服绳子与滑轮间的摩擦做的功；
④拉力F作用在绳子末端做的功．
其中， 是对我们有用的功叫有用功， 是对我们无用但又不得不做的功叫额外功，_______是使用机械所做的功叫总功（以上填序号）．
教师提出问题，学生根据上题讨论、分析，得出三者之间的关系．
教师提醒学生目的是什么？
引导学生说出答案并解释原因，加深对三种功的理解．
教师引导学生进行小结．
学生回答问题，
教师强调求三种功的公式．
学生根据机械效率的定义得出机械效率的公式．
教师引导学生分析有用功和总功是如何影响机械效率大小的．
学生记录该内容．
教师提出问题，
学生思考、讨论、分析，得出结论．
教师引导学生分析做题的思路，学生思考、讨论，解答该题．
教师规范学生解答该类题目的格式．
教师先让学生做题，再根据学生做题的情况，收集信息，加以强调．
1、有用功、额外功和总功
对人们有用的功叫做有用功，用
W有用表示，即W有用=Gh；对我们无用但又不得不做的功叫做额外功，用W额表示；拉力所做的功叫做总功，用W总表示，即W总=Fs．
2、有用功和总功的比值叫做机械效率．即机械效率表示了有用功在总功中所占的比例．
3、机械效率
有用功和总功的比值叫做机械效率．即机械效率表示了有用功在总功中所占的比例．
4、为什么机械的机械效率都小于1？
因为动力对机械所做的总功大于机械做的有用功，所以机械的机械效率都小于1．
诊断评价
“当堂达标题”见学案
教师出示当堂达标题，学生独立完成，教师出示答案，学生自我批改．教师搜集学生做题信息，查漏补缺．
合理执行
作业设计
课后作业1、3题
第1题课下讨论
第3题书面作业
教学问题最
佳解决方案
结合实验精讲有用功、额外功、总功的定义；结合例题1让学生体会有用功、额外功和总功的具体含义。
结合实例得出有用功、额外功、总功的表达式。
3.明确用过功中物体上升高度h和总功中拉力移动距离s之间的隐含关系。
教后反思
本节课的重点是讲清有用功、额外功和总功的概念；难点是明确用过功中物体上升高度h和总功中拉力移动距离s之间的隐含关系。重点与难点的突破:边演示边精讲进而总结出有用功、额外功、总功的定义和有用功、额外功、总功的表达式。并借助于例题进行变形练习，让学生灵会有用功、总功的计算方法。
第五节 机械效率
第二课时 测算滑轮组的机械效率
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能
1.学会测算滑轮组机械效率的方法．
2.知道滑轮组的机械效率不总是一定的．
过程与方法
1.经历测算滑轮组机械效率的过程．
2.通过参与探究滑轮组机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案．
情感态度与价值观
通过探究活动，进行充分交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神．
重点
学习测算滑轮组机械效率的方法．
难点
分析滑轮组的机械效率不总是一定的．
【教学环节安排】
环
节
教 学 问 题 设 计
教学活动设计
二次备课
创设情境
生活中使用机械时，动力对机械所做的功总大于机械做的有用功，这说明使用机械做功时，存在着一个效率问题．机械的机械效率总是一定的吗？下面我们就用滑轮组来研究一下这个问题．
教师创设情景提出疑问，学生产生好奇心，具有了求知的欲望，教师借机引入新课．
合理使用
自主学习
机械效率能否大于1？
机械效率与什么无关？
提高机械效率的方法有哪些？
教师出示导学提纲，并指导学生自主学习．
学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成导学提纲．
学生利用课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成导学提纲．
合作共建
知识点：测算滑轮组的机械效率
问题1：测算滑轮组机械效率的原理是什么？
小结：η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nF
问题2：根据测算原理，实验需要测量哪些物理量？实验过程中需要用哪些测量工具测量这些物理量？
小结：实验中需要测量的物理量是物重G、拉力F、自由端移动的距离s、重物移动的距离h，这些物理量分别用弹簧测力计和刻度尺测量．
问题3：在实验过程中应该注意哪些问题？
小结：测量时，要匀速拉动弹簧测力计．若不测量自由端移动的距离s和重物移动的距离h，也可观察滑轮组承担物重的绳子的段数n．
问题4：如何进行实验？
小结：学生测出右图中甲、乙、丙三个滑轮组的机械效率，并将测量数据记录在表格中（见课本）．教师巡视指导．
问题5：通过分析实验数据，你能得出哪些结论？
小结：通过分析实验数据，得到的结论：
（1）同一滑轮组的机械效率不是固定的，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
（2）使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低．
问题6：处理例1和变式练习1
例1：【解析】根据η= Gh/Fs可计算滑轮组的机械效率；根据s=nh判断使用的滑轮组；同一滑轮组的机械效率不是固定不变的，跟提升的物重有关；不同的滑轮组机械效率的大小跟动滑轮的个数有关．
变式练习1：【解析】动滑轮的机械效率跟提升的物重有关，跟动滑轮的质量、拉起物体的速度、物体被拉起的越高等无关．
教师提出问题，
学生讨论后回答，
教师强调各种形式．
教师提出问题：如果只有弹簧测力计能否测量滑轮组的机械效率
学生讨论、交流后回答，
教师强调．
教师提出问题，
让学生先讨论、交流，再回答，
教师总结归纳．
学生讨论、交流、分析，得出结论．
教师归纳总结，并强调．
教师引导学生分析．
例1答案：
（1）甲 乙
（2）57％ 83％
（3）越低
（4）提升重物越重
变式练习1答案：A
测算滑轮组的机械效率
1、测算滑轮组机械效率的原理：η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nF
2、测量时，要匀速拉动弹簧测力计．若不测量自由端移动的距离s和重物移动的距离h，也可观察滑轮组承担物重的绳子的段数n．
3、结论：
（1）同一滑轮组的机械效率不是固定的，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．
（2）使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低．
诊断评价
“当堂达标题”见学案
教师出示当堂达标题，学生独立完成，教师出示答案，学生自我批改．教师搜集学生做题信息，查漏补缺．
作业设计
课后作业2、4题
书面作业
合理执行
最佳方案
1、先让学生明确测量滑轮组机械效率的基本原理，再用大米尺测量s与h的关系，再用弹簧测力计测量物体重力及拉力的大小关系；
2、在铁架台上同时组装好两套滑轮组。
教后反思
给出原理后先让学生猜想再进行实验进而得出影响滑轮组机械效率的因素：物重和动滑轮个数（理解与物体升高的高度无关）。
课件17张PPT。第五节 机械效率
(第二课时） 平邑丰阳中学 赵红创设情景 生活中使用机械时，动力对机械所做的功总大于机械做的有用功，这说明使用机械做功时，存在着一个效率问题．机械的机械效率总是一定的吗？下面我们就用滑轮组来研究一下这个问题． 【实验目的】
1．学习安装滑轮组以及测滑轮组的机械效率。
2．分析得出影响滑轮组机械效率的因素。
【实验原理】
讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量用哪些测量工具进行测量？刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。【实验器材】使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？用弹簧测力计测钩码的重力你组装成的滑轮组:匀速拉动弹簧测力计使钩码升高到某一位置处，从弹簧测力计上读出拉力F的数值 钩码上升的高度（h） 细绳自由端通过的距离（s） 实验步骤：照课本图9-30，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。
匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。
分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。
再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。1、比较两种滑轮组有什么不 同？机械效率有何差异？
2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？
分析讨论影响滑轮组机械效率的因素1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
2 、所提升的物重
（物重增加，机械效率也提高）
3、动滑轮的自重
（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）请你思考典例精析【例1】某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如下图：
（1）通过表中数据分析实验1是用_____（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用_____（填“甲”或“乙”）图做的实验．
（2）请将表中空白处填上恰当的数据．（百分号前保留整数）．
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率______．
（4）比较实验1和实验3可得出结论：使用同一滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率．甲乙57.1%83.3%越小通过多提物体变式练习1．如右图所示，用动滑轮把一个物体匀速提起（不计摩擦），则下列说法中正确的是（ ）
A．拉起的物体质量越大，η越高
B．动滑轮的质量越大，η越高
C．拉起物体的速度越大，η越高
D．物体被拉起的越高，η越高A如何提高机械效率 ？▲改进机械的结构，减小机械自重▲ 减小机械间的摩擦力。请你思考 例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑.当堂达标1．关于机械效率，下面说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械，η越高 B．η大小与做功快慢有关
C．η越低的机械，做的功就越少 D．η大小与提升的物重有关
2．下列各措施中不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．增加动滑轮的个数，减小拉力 B．减小绳子与滑轮之间的摩擦
C．减小动滑轮的重力 D．增加所提升物体的重力
3．在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作.如图所示是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.
（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J，人做的总功为____J.
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处
是 ；结合弹簧测力计放大图，可
知小强的错误是 .
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该
为 . 当堂达标参考答案：1、D
2、A
3、（1）0.06
（2）有用功比总功大 读错了拉力，拉力应为
0.7N
（3）95.2%再见
