实验：测滑轮组的机械效率
（一）、教学目标：
1、学习组装滑轮组和会测滑轮组的机械效率。
2、通过学生实验，使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的百分比，从而加深理解提高机械效率的途径。
（二）、教学资源：
多媒体；
学生分组实验器材：刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台，一个定滑轮和一个轻质动滑轮组成的滑轮组，一个定滑轮和一个重质动滑轮组成的滑轮组，长约2米的细绳。
（三）、教学设计：
教师活动 学生活动
复习引入：师：什么是机械效率？计算公式是什么？新课：师：怎样测量出滑轮组的机械效率呢？需要测量哪些物、理量，使用什么器材？师：我给大家准备了四个滑轮，2个相同的定滑轮，一个轻质动滑轮，一个重质动滑轮；我们从中分别选取“一定一动”进行组装，请大家想一想每一组各有几种组装方式，并且将组装的方式画出来。教师巡视将学生画出的滑轮组投影师：请大家分别测出在物重相同时，四种组装方式的效率。在实验前，请大家考虑该设计出一张怎样的表格来记录数据呢？教师巡视，结合学生设计情况进行修正并投影表格师：在进行实验的过程中，要注意些什么？教师巡回指导，发现问题及时纠正师：从实验数据中可以发现什么？教师引导学生分析数据，归纳结论：在相同条件下，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低！启发思考：同一滑轮组，如果改变了物体的重，机械效率又会有怎样的变化？作业：写出测滑轮组的机械效率的实验报告。实验报告的内容包括实验名称、实验目的、器材、步骤、记录有实验数据的表格、实验结果。 学生回答：机械效率是有用功与总功的比值。计算公式：η=w有/w总×100%学生讨论、回答：需要测出物重、物体上升高度，绳端拉力、绳自由端移动的距离，从而可以分别计算出有用功和总功。需要器材：弹簧测力计、刻度尺……学生交流，画图 学生交流，设计表格序号动滑轮重G动/N钩码重G物/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m有用功W/J总功W/J机械效率η1234学生：尽可能拉物体做匀速直线运动学生按照图示逐个组装滑轮组进行实验，并记录数据。学生汇报实验数据学生讨论回答学生讨论回答同一滑轮组，物重增加，机械效率变高！再次总结提高机械效率的方法。实验完毕，整理器材第十一章、简单机械和功
五、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、知道什么叫机械效率，知道计算公式并会用公式进行简单计算；
3、知道械效率总小于1。知道提高机械效率的意义和主要方法。
二、过程与方法：
通过“探究使用动滑轮的特点”，让学生体会什么是有用功、总功，知道使用机械就不可避免的要做额外功；认识机械效率的物理意义，找出提高机械效率的方法。
三、教学重点、难点：
1、教学重点：理解有用功、总功、额外功和机械效率，知道它们之间的关系。
2、教学难点：知道机械效率都小于1，知道提高机械效率的方法。
四、教学资源：
轻质、重质单滑轮各一个、弹簧测力计、刻度尺、钩码若干、铁架台、细线等。
五、教学设计：
教师活动 学生活动
（一）、复习提问 师：通过前面知识的学习可知，有没有既省力又省距离的机械？（二）、导入新课（投影出示下面的图形），动力对绳子做的功跟动滑轮对物体做的功相等吗？(三)、进行新课师：那么怎样才能知道哪一种猜想是正确的呢？师：要计算出手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功，要测出哪些物理量，需要什么测量工具？师：那么，我们又该如何进行实验？请大家谈谈实验的设计方案。 生：没有，任何机械都不省功！学生猜想：猜想1：动力对绳子做的功应该等于动滑轮提升重物所做的功。猜想2：动力对绳子做的功应该不等于动滑轮提升重物所做的功，动力对绳子做的功可能大一些。猜想3：动力对绳子做的功可能小一些。生：实验学生讨论并设计和准备实验学生：需要单滑轮、弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、细线等。学生：用动滑轮提升重物上升一定高度，用弹簧测力计分别测出物重G、拉力F；用刻度尺测出物体上升的高度h、绳自由端移动的距离s；再根据功的计算公式分别计算出动滑轮提升重物做的功（W1=Gh）、动力对绳子做的功（W2=Fs）,两者相比较就可以知道它们的大小是否相等。
师：实验过程中有没有什么要注意的地方？师：大家说的非常好。请大家根据我们所设计的实验，设计出一张表格用来记录实验中需要测量的数据。教师巡查、指导教师将设计好的表格投影在屏幕上师：实验时为什么要测多组数据？师：通过改变钩码的重测得多组数据，比较出W1、W2的大小关系，从中归纳出的一致性的结论更具有普遍性和说服力教师将填好的表格投影出来师：通过对实验数据的分析可以看出的结果是……？师：这是为什么呢？请大家讨论一下。引出新的物理概念有关机械的三种功板书： （1）、有用功（W有）：机械对物体所做的对人们有用的功叫有用功（2）、额外功（W额）：对人没用却又不得不做的功（3）、总功（W总）：使用机械时，人们实际所做的功。（有用功与额外功的总和）师：同学们，你能指出刚才实验中的有用功、额外功和总功吗？机械效率——机械性能的重要标志师：在使用机械时，有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功所占的比例越大越好。不同的机械，不同的使用情况都会造成两者比例的不同。有用功所占比例的高低是衡量机械性能的重要标志之一。师：于是，我们专门引入了一个新的物理量机械效率（η）来表示有用功在总功中所占比例的大小。板书：机械效率（η）：有用功与总功的比值。师：某起重机的机械效率是70%，它表示的物理意义是什么？师：机械效率有没有可能等于或大于100%？师小结：任何机械都要受到重力，并且相对运动的零部件间存在摩擦，因此额外功不能避免，从而所做的有用功总小于总功，所以机械效率总是小于1！练习：师：下面我们来解决一个问题：用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，当物体升高2米时，求有用功、总功和定滑轮的机械效率（g取10N/kg）。 师：提高机械效率具有重要的意义，可以减少能源损耗，降低生产成本，那么怎样才能提高机械效率呢？师提示：根据η=W有/W总= W有/W有+W额入手进行思考。师：那么具体应该怎样去做呢？师归纳小结（四）、课堂总结：今天，我们学会了哪些知识？师相机补充（五）、作业：书P22“www”T2评价手册部分习题 学生讨论：尽可能拉重物匀速上升学生设计表格实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m手的拉力F/N手移动的距离s/m动滑轮提升钩码做的功W1/J手拉绳做的功W2/J123学生讨论学生进行实验，并记录数据学生：动力对绳子做的功总大于动滑轮对物体做的功！学生交流并回答：动力拉绳子除了将物体拉升外，还将动滑轮也提升了，并且还要克服摩擦！学生讨论回答：实验中对物体所做的功是有用的；将动滑轮提升并克服摩擦所做的功是没用却不得不做的，是额外功；本实验中人拉绳子实际所做的功包括了有用功和额外功，是总功。学生：该起重机所做的有用功占总功的70%。学生讨论发言解：W有=Gh=mgh=20kg×10N/kg×2m=400JW总=Fs=220N×2m=440Jη=(W有/W总) ×100%=(400J/440J) ×100%=91%学生思考学生讨论：可以减少额外功，增加有用功！学生思考、回答：是要减轻机械自重，保持良好润滑，减小机械各零部件之间的摩擦，从而减少额外功；还可以让机械在承受范围内满负荷（多提重物）工作，从而增加有用功，提高效率！学生回答，相互补充
