人教版物理八年级下册 第十二章 第3节机械效率 第1课时教案

第3节机械效率
第1课时认识机械效率
1.知道有用功、额外功、总功的含义，知道三者之间的关系.
2．知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率.
重点：知道有用功、额外功、总功.
难点：计算机械效率.
一、新课导入
生活中我们常常会遇到“效率”这个词，例如学习效率、工作效率等.利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及到效率问题，我们称为机械效率.这节课我们要学习的就是机械效率.
二、探究新知
知识模块一：有用功、额外功和总功
【教师提问】小明家最近买了一套新房，家在三楼.想把洗手间、厨房装修一下，需要把沙子运到三楼.请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪种方法最好？
如图所示的三种方法可供参考：第一种是人直接提着沙子上楼；第二种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第三种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼.
请学生发表自己的见解，提出各种方案，并对各个方案进行讨论，比较优缺点.
【交流讨论】学生分组讨论，提出自己的看法.
【教师提问】在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？
【学生作答】第一种方法人对沙子和桶做了功；第二种方法人对沙子、桶、绳子和动滑轮做了功，还要克服摩擦力做功；第三种方法人对沙子、袋子、绳子和动滑轮做了功，还要克服摩擦力做功.
【教师提问】无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？
【学生作答】无论他采取哪种方法都必须做的功是他对沙子做的功.
【教师提问】这三种方法中，哪种方法最好？
【学生作答】第三种方法最好.因为第一种方法用力最大，第三种方法用力最小，且做的额外功比第二种少.
【教师讲解】必须要做的功叫做有用功，用W有表示.克服机械本身所受的重力和摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示.有用功和额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示.
知识模块二：机械效率
【教师讲解】工作中，我们总是希望额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好.在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例.
计算公式：η＝ ×100%
对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有η ＜1.
【教师提问】机械效率有单位吗？
【学生作答】没有.
【教师提问】为什么机械效率一定小于1？
【学生作答】由于使用任何机械，都不可避免要做额外功，因此机械效率一定小于1.
【教师提问】如图所示，利用动滑轮提升货物，在竖直向上、大小为250 N的拉力F作用下，把重为400 N的货物在20 s的时间内匀速上升5 m.求：
(1)有用功W有；
(2)拉力F的功率P；
(3)此过程中动滑轮的机械效率η.
【学生作答】（1）有用功W有＝Gh＝400 N×5 m＝2 000 J；
（2）拉力F做功＝Fs=250 N×（2×5）m=2 500 J，
P＝ = =125 W；
（3）动滑轮的机械效率η＝ ＝ ＝80%.
三、课堂演练
1.用铁桶从井中打水，此过程中 （A）
A．人对铁桶做的功是额外功
B．人对水做的功是额外功
C．人对水和铁桶做的功都是额外功
D．人对水和铁桶做的功都是有用功
2.如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速前进2 m，地面对它的摩擦力为150 N，小聪施加的拉力F＝100 N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为 300 J，滑轮组的机械效率为 75%.
四、课堂小结
同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们知道了什么是有用功、额外功和总功.理解了什么是机械效率，从而得到了机械效率的计算公式，并能据此进行计算.
五、板书设计
第3节机械效率
第1课时认识机械效率
一、三个功的概念
1.有用功（W有）：为了达到某一目的必须做的功
2.额外功（W额）：无用而又不得不做的功
3.总功（W总）：有用功和额外功的总和，W总＝W有+W额
二、机械效率
1.定义：有用功与总功的比值
2.公式：×100%
3.注意：任何机械效率都是小于1的，η<1；机械效率是个比值，没有单位
本节课的主要教学内容是机械效率.在区分有用功、额外功和总功时，可以让学生进行思考和讨论，明白三者之间的区别和联系.实际过程中使用机械做的功为总功.理解机械效率时，可以结合身边使用机械的实例，设计数据计算有用功、额外功和总功，再计算机械效率，这样既熟悉了功的计算，又加深了对机械效率的理解.