《12.5机械效率》教学案例
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第十二章 功与机械
教科版八年级下《12.5机械效率》教学案例
授课地点： 教室
授课时间： １课时
【 教学目标 】
1．知识与技能：
（１） 理解有用功、额外功和总功的含义；
（２） 理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算；
（３） 知道提高机械效率的意义和主要方法。
2．过程与方法：
经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。
3．情感、态度与价值观：
关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
【 教学过程 】
教师活动设计 学生活动设计
一、有用功、额外功和总功的概念 观察教材图12-5-1或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。 起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。 用 表示总功， 表示有用功， 表示额外功，它们的关系是 举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念 提问，人用水桶从井中提水，有用功、额外功、总功各是什么？ 视学生理解程度可再举几个例子。 回答：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是额外功；二者之和为总功。
二、机械效率举例 引出机械效率 学校二楼的墙坏了一个洞，修补的话需要40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要将40Kg 的水泥从一楼搬到二楼。现在你手上有重5Kg 的铁桶，重2Kg 的塑料桶，都能装下40Kg 水泥，你可以叫楼上的同事用铁桶或者塑料桶把水泥提上去，当然也可以自己提上去。 提问：你愿意采取哪种方法？ 提问：为什么？ 回答：叫楼上的同事用塑料桶把水泥提上去。 回答：省力或做的功少。
提问：“做的功少”指的是什么功少？有用功、额外功、还是总功？ 回答：总功。
提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？ 回答：相同。
逐步引导。 任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。 机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。 说明：η为一比值，没有单位。 提问：总功又等于有用功和额外功之和，则η又可以表示为什么？ 说明：在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功 是一定存在的，即 >0 ， 可见η < 100%； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时 =0 ，
η = 100% 。 回答：
三、例题 例题： 如图利用一个动滑轮把重为400N的货物匀速提高2m，所用的拉力 F 是250N，求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。 教师板演。 解：人做的总功 等于人拉绳子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上去的距离s。人拉绳子的力F=250N，s=2×h=2×2m=4m，h 为货物提升的高度。 = Fs = 250N × 4m = 1000J 有用功只是克服货物重力做的功。货物所受重力 G=400N ，提升高度 h=2m 。则 = Gh = 400N × 2m =800J = - =1000J-800J=200J η = （ / ） × 100% =（ 800J/1000J ） × 100%=80% 总结：由例题得知，只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个，就可以算出用机械做功过程中的机械效率。 学生思考解答。
四、提出提高机械效率的意义 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。 提问： 如何提高机械效率呢？ 回答：由η = （ / ） × 100% ==[ /( + ) ] × 100% 可以看出 : 在 一定时，减少额外功 ；在 一定时，增加 ，可以提高η。 回答：可以采取减轻动滑轮重量以及减少滑轮与绳子之间摩擦的方法。
提问：例题中可以采取什么方法减少 ？ 当机械一定时，在可能情况下，增加 ，也可以提高η。 提问：例题中怎样增加 ？ 回答：增加被提起货物的质量。
五、与功的原理对比 说明： 一般来说，用机械对物体做功，有用功 是固定的，这时候，机械效率越高，机械需要做的总功就越少，可见，机械效率越高的机械越省功。 提问：这和功的原理中说的“任何机械都不省功”矛盾吗？ 回答：不矛盾 ，功的原理说的是使用机械时，人们做的总功，不会少于有用功。
六、课堂小结 今天我们学习了用机械做功过程中总功、有用功和额外功的概念，学习了判断机械性能优劣、质量好差的重要标志之一：机械效率η。通过η的计算公式： η = （ / ） ×100% =[ /( + ) ]×100% 讨论了如何提高机械效率的方法。
七、课后作业 学生活动手册相关内容。
【 板书 】
机械效率
一、 有用功:
额外功:
总功: 有用功和额外功之和
二、 机械效率：η有用功跟总功的比值
η = （ / ） ×100% =[ /( + ) ]×100%
η无单位
实际机械 η＜ 100%；理想机械η =100%
三、 如何提高机械效率
在 一定时，减少额外功 ；
在 一定时，增加 。
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第十二章 功与机械
教科版八年级下《12.5机械效率》教学案例
授课地点： 教室
授课时间： １课时
【 教学目标 】
1．知识与技能：
（１） 理解有用功、额外功和总功的含义；
（２） 理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算；
（３） 知道提高机械效率的意义和主要方法。
2．过程与方法：
经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。
3．情感、态度与价值观：
关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
【 教学过程 】
教师活动设计 学生活动设计
一、有用功、额外功和总功的概念 观察教材图12-5-1或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。 起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。 用 表示总功， 表示有用功， 表示额外功，它们的关系是 举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念 提问，人用水桶从井中提水，有用功、额外功、总功各是什么？ 视学生理解程度可再举几个例子。 回答：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是额外功；二者之和为总功。
二、机械效率举例 引出机械效率 学校二楼的墙坏了一个洞，修补的话需要40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要将40Kg 的水泥从一楼搬到二楼。现在你手上有重5Kg 的铁桶，重2Kg 的塑料桶，都能装下40Kg 水泥，你可以叫楼上的同事用铁桶或者塑料桶把水泥提上去，当然也可以自己提上去。 提问：你愿意采取哪种方法？ 提问：为什么？ 回答：叫楼上的同事用塑料桶把水泥提上去。 回答：省力或做的功少。
提问：“做的功少”指的是什么功少？有用功、额外功、还是总功？ 回答：总功。
提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？ 回答：相同。
逐步引导。 任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。 机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。 说明：η为一比值，没有单位。 提问：总功又等于有用功和额外功之和，则η又可以表示为什么？ 说明：在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功 是一定存在的，即 >0 ， 可见η < 100%； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时 =0 ，
η = 100% 。 回答：
三、例题 例题： 如图利用一个动滑轮把重为400N的货物匀速提高2m，所用的拉力 F 是250N，求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。 教师板演。 解：人做的总功 等于人拉绳子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上去的距离s。人拉绳子的力F=250N，s=2×h=2×2m=4m，h 为货物提升的高度。 = Fs = 250N × 4m = 1000J 有用功只是克服货物重力做的功。货物所受重力 G=400N ，提升高度 h=2m 。则 = Gh = 400N × 2m =800J = - =1000J-800J=200J η = （ / ） × 100% =（ 800J/1000J ） × 100%=80% 总结：由例题得知，只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个，就可以算出用机械做功过程中的机械效率。 学生思考解答。
四、提出提高机械效率的意义 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。 提问： 如何提高机械效率呢？ 回答：由η = （ / ） × 100% ==[ /( + ) ] × 100% 可以看出 : 在 一定时，减少额外功 ；在 一定时，增加 ，可以提高η。 回答：可以采取减轻动滑轮重量以及减少滑轮与绳子之间摩擦的方法。
提问：例题中可以采取什么方法减少 ？ 当机械一定时，在可能情况下，增加 ，也可以提高η。 提问：例题中怎样增加 ？ 回答：增加被提起货物的质量。
五、与功的原理对比 说明： 一般来说，用机械对物体做功，有用功 是固定的，这时候，机械效率越高，机械需要做的总功就越少，可见，机械效率越高的机械越省功。 提问：这和功的原理中说的“任何机械都不省功”矛盾吗？ 回答：不矛盾 ，功的原理说的是使用机械时，人们做的总功，不会少于有用功。
六、课堂小结 今天我们学习了用机械做功过程中总功、有用功和额外功的概念，学习了判断机械性能优劣、质量好差的重要标志之一：机械效率η。通过η的计算公式： η = （ / ） ×100% =[ /( + ) ]×100% 讨论了如何提高机械效率的方法。
七、课后作业 学生活动手册相关内容。
【 板书 】
机械效率
一、 有用功:
额外功:
总功: 有用功和额外功之和
二、 机械效率：η有用功跟总功的比值
η = （ / ） ×100% =[ /( + ) ]×100%
η无单位
实际机械 η＜ 100%；理想机械η =100%
三、 如何提高机械效率
在 一定时，减少额外功 ；
在 一定时，增加 。
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