第3节 如何提高机械效率
【教学目标】
知识与技能：
1.了解什么是有用功、额外功和总功。
2.理解什么是机械效率。
过程与方法：
通过参与探究斜面机械效率的活动，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
通过学习培养高效做事的思想和勇于探究事实求是的科学态度。
【教学重难点】
教学重点：
1．理解机械效率；
2．探究滑轮组的机械效率。
教学难点：
理解机械效率。
【导学过程】
【创设情景，引入新课】
复 习： 1.什么是功？功的两个主要因素是什么？
2. 将重20 N的重物匀速举高2ｍ，人需做多少功？
探究活动：
目的；因装修房子的需要，要把沙子从一楼运往三楼。
方案；
1.将沙子装进桶里提上三楼；
2.将沙子装进桶里用动滑轮提上三楼；
3.将沙子装进袋子里用动滑轮提上三楼；
问题；那种方案较好？
（已知：沙子重100N，人的体重４00 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N ，每层楼高3ｍ）
讨论并计算：1.我们的目的是什么？那部分功对我们是有用的？
2.为了达到目的，采用上面的三种方案人实际总共做功各是多少？那些功人不想做，但采取这种方案又无法避免，对达到目的来说是额外的？它们各是多少？
3.那种方案较好？怎样比较？
教师小结，给出有用功、总功、额外功的定义，并说明可用有用功与总功的比值来反眏完成某任务所采取的方案的划算程度，物理上把它叫做为机械效率。今天，我们就一起来学习机械效率。
【自主预习案】
1．功的分类：（1）有用功__________________________________________________________。
（2）额外功___________________________________________________________。
（3）总功_____________________________________________________________。
（4）三者关系___________________________________。
2．机械效率：（1）定义_____________________________________________________________。
（2）公式：______________________。
【课堂探究案】
探究点1：有用功、额外功、总功概念的理解。
通过同学们对课本三种不同方法提升沙子所做的功进行分析，根据课本完成下列问题。（小组合作完成）
1、三种方法的最终目的是把 提升到3楼。
2、提升到3楼，升高了 m。根据功的原理，把沙子提升到三楼必须做的功为 J。这些必须做的功叫 。
3、我们提升沙子的同时，也做了一些不需要，但又不得不做的一些功。这些功叫 。
在1、2、3种方法中，除了把沙子提升6m所做的功外，还做了那些功。
①、克服 做功 克服 做功
②、克服 做功 克服 做功
③、克服 做功 克服 做功
通过以上三种情形，额外功的产生主要是克服 和 做的功。
4、有用功加额外功是总共做的功，叫
根据上面的分析过程，大体估算第 种方法做的总功多？
并由大到小的顺序排列。
三种方法，第 种方法更好一些呢？并说出选择的理由。
探究点2：机械效率的理解与运用。
通过学生对三种方法的比较分析，做相同的有用功，所做的总功越少越好。或者做相同的总功，所做的有用功越多越好。引出机械效率。
机械效率等于有用功和总功的比值
强调：机械效率仅仅与有用功和总功的比值有关。机械效率与功率，及单独说有用功、额外功、总功的多少没有关系，仅仅与有用功和总功的比值有关。
自读课本P87最后两段内容，完成下列问题。
2、理解运用推导公式
你还能推导出计算机械效率的什么样的公式来？
通过两个例题，让学生加强对公式的理解与运用。
例1有一机械做的总功为500J，有用功为400J，机械效率是 ？
例2有一起重机把质量为0.6t的重物体匀速提升了3m，而它的电动机所做得功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？
探究点3：测滑轮组的机械效率
1.机械效率公式：______________________
2.如图1所示，用滑轮组提升重物过程中，力________做的是有用功，对应的距离是物体移动距离h；力________做的是总功,对应的距离是绳子自由端移动距离s。对于滑轮组来说，有用功就是动滑轮对物体做的功，W有=___________；总功就是人的拉力做的功W总=______________。
3.需要测量的物理量：
4.实验器材：
5.用弹簧测力计拉力，拉力方向向下方便还是向上方便？滑轮组的绳子怎样绕才能使拉力向上拉？
6、将实验数据记录在表格中
重物重力：G物=
有用功：
W有= G物h=
机械效率：
=
重物初位置：h1=
重物上升距离：
h=
重物末位置：h2=
绳子自由端拉力：F=
总功：
W有=Fs=
绳子自由端初位置：s1=
绳子自由端上升距离：
s=
绳子自由端末位置：s2=
【当堂训练案】
1.一个滑轮将重3600N的货物提高4米。如果额外功是9600J，滑轮组做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？滑轮组在哪些方面消耗了额外功？我们应该如何提高该机械的机械效率？能否使机械效率达到100%为什么？
2._________________________的比值叫做机械效率。如果某机械的效率为85%，其物理意义是________________________________，除理想机械外的任何机械的效率总是_________，这是因为____________________________________。
3.起重机把质量为0.6t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？
4.某人用一个动滑轮匀速提升400N的重物，所用的拉力为200N，绳子自由端被拉起2米，在此过程中，求：
（1）拉力所做的功
（2）滑轮组的机械效率
（3）滑轮组中动滑轮的重力（不计摩擦和绳重）
5.用定滑轮提升重为200N的物体，所用拉力为220N，当物体升高到2m时，求定滑轮的机械效率。
6.一个工人用如图9所示的滑轮组提起重2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，求 ：有用功，额外功 总功和机械效率分别是多少？并分析额外功有哪些？
?
课件21张PPT。第3节 如何提高机械效率义务教育教科书（沪粤版）九年级物理上册想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？ 一、有用功、额外功、总功思考： 提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？问题1：哪些功达到了我们做功的目的？有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功. 计作：W有用 对重物（沙子）做的功。问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？1..桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们. 克服这些重力做的功2.此外，机械运转时都有摩擦克服机械的摩擦做的功额外功：对我们既无利用价值而又不得不做的功。
计作：W额外1、有用功（W有用）：2 、额外功（W额外）：3 、总功（W总）：4 、三者关系： 对人们有用的功。W有＝Gh………提升物体人们不需要但又不 得不做的功。有用功与额外功的总和W总＝FS……（运用机械时动
力F所做的功）W总＝ W有用＋ W额外1、用水桶从井中提水时，
所做的有用功是 ，
额外功是 ，
总功是 ；
2、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 。 克服水的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功克服桶的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功随堂小练习算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？砂子重100N 桶重20N
人重400N 地面到三楼高6 m 对砂做功对桶做功克服自重 做功总功600J120J2400J=2520J=3120J有用功:额外功:砂子重100N 桶重20N 地面到三楼高6 m 有用功:额外功:总功:对砂子做功对桶做功人拉滑轮做功600J120J720J砂子重100N 桶重20N
动滑轮重10N 地面到三楼高6 m 有用功:额外功:总功:对砂子做功600J对桶做功 对动滑轮做功120J60J780J人拉滑轮做功=160J砂子重100N 动滑轮重10N
口袋重5N 地面到三楼高6 m 有用功:对砂子做功600J额外功:对口袋做功30J对动滑轮做功60J总功:人拉滑轮做功690J=90J有用功相同时，希望额外功多好还是少好？请算出几种种办法中有用功在总功中占的百分比。19%77%87%83%二、机械效率有用功与总功的比值叫做机械效率。
3、η一般用百分数表示，没有单位 二、机械效率η2、公式：η读作“eta”1、机械效率：4、公式推导： 5、理解： 请你判断：下面说法中是否正确？
1．有用功越多，机械效率越高（ ）
2．额外功越少，机械效率越高（ ）
3．物体做功越慢，机械效率越低（ ）
4．做总功越多，机械效率越低（ ）
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）
7．机械效率越高，越省力（ ）√√×××××随堂小练习 使用起重机提升重物时，有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．
起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？三、一些机械的机械效率： 汽油机机械效率22%~27% ，机械效率是选择机械的一个重要指标
在有用功相同时，机械效率高，①总功就少（消耗的汽油就少，有经济效益）②额外功就少（浪费少，汽车尾气就少，有社会意义，环保意义）四、如何提高机械效率 减小机械自重 例如：动滑轮太重，使二动二定滑轮组很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦力。用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？解：练一练愚蠢的人总是为昨天悔恨，为明天祈祷，
可惜的是少了今天的努力。结束语
