11.3　如何提高机械效率 教案

11.3　如何提高机械效率
1．知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。
2．理解机械效率的概念，会用机械效率的公式进行简单的计算。
3．会测算滑轮组的机械效率。
4．知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。
重点：有用功、额外功、总功及机械效率。
难点：同一机械的效率是可变的。
斜面、小车、铁架台、滑轮组、细绳、钩码、弹簧测力计和刻度尺等。
一、新课引入
现代社会讲究效率，时时、事事、处处都要求高效益，即以尽可能少的消耗，取得尽可能多的效益。“优胜劣汰”中的“优”字，“高效率”就是它的一个重要内容。同样，我们在使用机械做功时，也要讲究效率——机械效率。那么什么是机械效率？如何提高机械效率呢？
二、新课教学
探究点一：有用功、额外功和总功
(1)有用功(W有)：人们需要做的功，也就是为了达到目的人们必须做对人们有用的功。
(2)额外功(W额)：人们为达到一定目的时并不需要但又不得不额外做的功。它的产生主要有两种原因：①提升物体时，克服机械自重、容器重量等所做的功，如用滑轮提一桶水时，克服动滑轮和桶重所做的功为额外功。W额＝G′h。②克服机械的摩擦所做的功都是额外功。W额＝f摩s。
(3)总功(W总)：人们在达到一定目的过程中，实际做的功，等于有用功和额外功的总和，一般指动力F做的功，W总＝Fs。
探究点二：什么是机械效率
讨论：
(1)当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？
(2)当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？为什么？
至此，引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。
1．机械效率的定义：有用功与总功的比值。
2．公式：η＝×100%。
3．讨论：
(1)机械效率表示的物理意义是什么？
(2)机械效率的单位是什么？
(3)为什么机械效率总小于1？能不能等于1?
(4)如何提高机械效率？
4．例题：
小光同学在利用如图所示的滑轮组做“滑轮组的机械效率”的实验当中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重8N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计的示数是__2.5__N，在实验过程中对物体所做的有用功是__1.6__J，滑轮组的机械效率是__80%__。
探究点三：测算滑轮组的机械效率
实验目的：测算滑轮组的机械效率。
实验原理：η＝×100%。
讨论：
(1)滑轮组工作时的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？
(2)滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？
(3)有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？
(4)为了求出滑轮组的有用功和总功，从而计算滑轮组工作时的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？
注意事项：
(1)钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。
(2)拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。
(3)测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
学生实验：
实验结论：
同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。
思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？
11．3　如何提高机械效率
一、什么是有用功、额外功、总功
1．有用功：是我们需要的、有价值的功，叫作有用功。
2．额外功：把无利用价值而又不得不做的功，叫作额外功。
3．总功：有用功与额外功之和是总功。
二、什么是机械效率
1．概念：有用功与总功的比值。
2．公式：η＝(W有用/W总)×100%。
三、如何提高滑轮组的机械效率
1．减小动滑轮的重。
2．增加物重。
3．减小绳子与滑轮的摩擦。
本节课我采用提问——思考——实验——分析——小结的教学方法，逐步提出有用功、额外功、总功的概念，然后进一步建立机械效率的概念，同时注意引导学生主动思考，认真分析，重视实验，使学生在课内有所思、有所见、有所做、有所得，淡化教师的主讲思想，体现学生是学习的主体，让学生逐步形成科学的思维方式和主动的学习习惯，有利于更好地完成教学任务。
我认为教学中应该注意以下问题：
1．机械效率中“效率”概念不能讲得太死，应留有引申的余地，为以后的效率问题做一定的铺垫。
2．机械效率的计算难度不宜过大，机械做功的实例也应避免组合机械。
3．严格规范W有用、W额外、W总的书写，强调物理量下标的重要性。