江苏省张家港市第一中学九年级物理上册《11.5机械效率》教案(苏科版)

江苏省张家港市第一中学九年级物理上册《11.5机械效率》教案(苏科版)
教学目标：
1.知识和技能目标：
①通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
②理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算某种简单机械的机械效率。
③知道机械效率的物理意义，知道实际机械效率不可能是100%
2.方法和能力目标：
能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。
通过学生动手实验，培养学生的观察分析能力，实践能力以及自己解决新问题的能力。
3.情感态度与价值观目标：
在学生合作设计实验的过程中，培养集体思考的团队精神。
在学生交流与合作的过程中，形成互相尊重，探究真理的科学态度。
知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械，提高效率的意识，从而增强将科学服务于人类的责任感。
教学重点：
有用功、额外功、总功的概念及机械效率的定义是本节的重点
对机械效率的理解是本节的难点
教学方法：
探究式教学法
教学器材：动滑轮一个，钩码4个，细绳一根，铁架台一套
单滑轮组14套，双滑轮组14套，各组4个钩码，一根细线。
教学过程：
教师提问：前面我们学习了有关机械功的知识，请同学们回答怎样才叫做功？
演示：手提重物上升，请同学们判断，手对重物做了功吗？为什么？
再问：小明里哟内动滑轮把木料提上四楼，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？
请同学们猜一下
我们用什么方法来验证猜想呢？学生齐答：“实验”
活动11.7 再探究动滑轮
如图所示，用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓缓拉起重为G的钩码。
1.分别测出手对绳的拉力F，手移动的距离S，钩码所受的重力G和钩码上升的高度h
2.改变钩码的数量，重复上述测量
3.将实验数据填入下表
实验次数 手对绳的拉力F/N 手移动距离S/m 钩码重G/N 钩码上升高度h/m FS/J Gh/J
1
2
3
分析比较表中数据，手拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗？若不等，则哪一个大？你能找出其中的原因吗？
由学生讨论后回答。
在使用动滑轮提升重物的过程中，动滑轮对重物做的功和动力对滑轮做的功，在物理学中分别定义为什么功？请同学们阅读P39
学生阅读后回答：
有用功：有利用价值的功，即机械对物体所做的功，记做W有用
总功：动力对机械所做的功，记做W总
额外功：无利用价值而又不得不做的功，W额
实验表明：W有用＜W总
原因：任何机械本身都要受到重力的作用，且机械在运作过程中，总存在摩擦力，所以使用机械做功时，就必须呀克服机械自身部件的重力和摩擦力等做一定的功。
所以：总功应等于有用功与额外功之和。
W总=W有用+W额外
在物理学中把有用功跟总功的比值叫机械效率——引入课题
机械效率的表达式η=（W有用/W总）×100%
由于额外功的存在W有用＜W总
因此η＜100%
回到上表表格一起算三组η值
通过计算比较，得出机械效率与哪些因素有关？如何才能提高机械效率？
例1：某人用如图所示的滑轮组提升2000N的重物，所用的拉力是800N，绳子自由端拉下4m（不计绳重及摩擦）
①这个人做的总功是多少J？
②有用功是多少J？
③额外功是多少J？
④这个滑轮组的机械效率是多少？
⑤动滑轮的种为多少N？
⑥若绳子自由端被拉下的距离未知，求η
⑦若用此滑轮组提升4000N的重物，求η’
讨论：①本例中，总功、有用功、额外功中哪些功是一点都不能“省”的？哪些功可以想办法“省”掉一些的？
额外功是机械克服哪些阻力不得不做的功？
例2：
使用如图所示的滑轮组来拉动物体A，已知拉绳子的力F=1200N，物A移动了4m，若此时滑轮组的机械效率是85%，求
①动力做的总功为多大？
②有用功为多大？
重物A与水平地面间的摩擦力为多大？
板书设计：
机械效率
有用功：有利用价值的功，即机械对物体所做的功，记做W有用
总功：动力对机械所做的功，记做W总
额外功：无利用价值而又不得不做的功，W额
实验表明：W有用＜W总
总功应等于有用功与额外功之和。
W总=W有用+W额外
在物理学中把有用功跟总功的比值叫机械效率
机械效率的表达式η=（W有用/W总）×100%
由于额外功的存在W有用＜W总
因此η＜100%