人教版物理八年级下册 第十二章第3节 机械效率 课时1 认识机械效率 教案

第3节 机械效率
课时1 认识机械效率
一、教学目标
1.知道什么是有用功、额外功和总功。
2.能结合实例判断什么是有用功、额外功和总功。
3.理解机械效率，会计算机械效率。
二、教学重难点
1.重点：有用功、额外功和总功的含义；机械效率的概念；利用公式进行计算。
2.难点：区分有用功和总功；机械效率的理解和计算。
三、教学过程
（一）导入
上一章我们已经学习了关于做功的概念和条件：一是物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上移动一段距离，即：W=Fs。今天我们将继续学习与“功”有关的新的物理量。
（二）新课教学
1.有用功、额外功和总功
教学情境：一堆沙子，我们要把它搬到二楼，现有两种方法：①用一只桶装满沙子后，直接提上去；②利用定滑轮，用相同的桶装满沙子后，匀速拉上去。那么在这两种方法中，我们都对哪些物体做了功？对谁做功才是我们直接需要的？哪些功又是我们为了达到目的而不得不做的？
分析总结：a.满足我们做功目的，对我们有价值的功，是对沙子所做的功；
b.提升沙子的过程中，克服桶的重力、摩擦力、动滑轮的重力和人的重力所做的功为了达到目的而不得不做的。
知识归纳：
（1）在做功过程中，对我们有用的功，称之为有用功，用W有表示。
（2）在做功过程中，我们不需要的，但是又不得不做的功，称之为额外功，用W额表示。
（3）有用功和额外功之和就是我们所做的总功，用W总表示，即：W总=W有+W额。
2.机械效率
教学情境：现有两只形状大小相同的桶，一只是铁做的，较重一些；另一只是铝做的，较轻一些；现在让同学用两只桶去井里打水，你们会选择哪一只桶？为什么？
用如图所示的A、B两个滑轮组，其中每个滑轮的重力都相同，用它们分别将重力为G的物体提高相同的高度，并读出弹簧测力计的示数大小。
分析总结：a.使用不同的简单机械对相同的物体做功时，所做的额外功可能是相同的；
b.使用相同的简单机械对相同的物体做功时，所做的额外功不一定相同。
c.在使用机械做功时，我们总是希望额外功在总功中所占的比例尽量少些，这样可以让机械处于一个高效率的状态，尽可能的减少消耗，取得尽可能多的效益；物理学中用机械效率来表示有用功在总功中所占的比例。
知识归纳：
（1）有用功跟总功的比值，叫做机械效率，用η表示。
（2）计算公式：。
说明：
（1）在使用任何简单机械时，都会有克服摩擦力所做的额外功，因此有用功总是小于总功，那么机械效率总是小于1。
（2）比较机械效率的大小有两种方法：
①在额外功不变的情况下，有用功越多，机械效率就越大；
②在有用功不变的情况下，额外功越少，机械效率就越大。
3.例题讲解
3.例题讲解
例1 用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是 ，总功是 ；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是 ，额外功是 ，总功是 。
答案：对水所做的功 对桶所做的功 拉力所做的功 对桶所做的功 对水所做的功 拉力所做的功
说明：在使用相同的机械时，不同的情况下，有用功和额外功也会发生转变。
例2 用一动滑轮在力的大小为F的情况下，水平匀速拉动重力为G的物体，该物体在水平面上受到的摩擦力为f，此时所做的有用功是 ，总功是 ，额外功是 。
答案：克服摩擦力f所做的功 拉力F所做的功 克服绳子与滑轮之间的摩擦力所做的功
说明：在使用简单机械的时候，并不是所有克服物体的重力所做的功都是有用功。
例3 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？（g取10N/kg）
解：起重机匀速提升重物所用拉力：
F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N
起重机提升重物所做的有用功：
W有=Fh=5×103N×3m=1.5×104J
电动机所做总功：W总=3.4×104J
起重机的机械效率：
四、布置作业与教学反思