第3节 机械效率 学案
（学生用卷）
第一课时 机械效率
教学目标重难点
【重点】
1．理解机械效率．
2．探究滑轮组的机械效率．
【难点】
理解机械效率．
教学过程
知识点一 有用功、额外功和总功
【自主学习】
阅读课本P85－86，完成以下问题：
1．必须要做的功为 ，克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为 ，有用功和额外功之和为 ，即W总＝ ＋ .
2．有用功和额外功不是 的，有用功与额外功视情况而定，对一种情况来说是有用功，对另外一种情况来说可能是额外功．
知识点二 机械效率
【自主学习】
阅读课本P86，完成以下问题：
物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率．机械效率用η表示，公式为η＝.
【合作探究】
1．机械效率有单位吗？
答：
2．为什么机械效率没有大于1的？
答：
3．用小数和百分数来表示机械效率，你认为哪种表达更好？
答：
4．机械效率的物理意义是什么？
答：
5．应用机械效率公式解决实际问题．
例题 如图，一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m．如果额外功是9 600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
解答
【教师点拨】
机械效率不是 的，机械效率反映的是机械在 中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率也会不同．
【跟进训练】
某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功( )
A．总功是额外功的3倍 B．有用功是额外功的3倍
C．总功是有用功的3倍 D．额外功占总功的
课堂小结
1．有用功、额外功、总功
(1)有用功：为达到目的必须要做的功．
(2)额外功：我们不需要但是又不得不做的功．
(3)总功：有用功和额外功的总和．W总＝W有＋W额．
2．机械效率
(1)有用功与总功的比值叫做机械效率．
(2)η＝，常用百分数表示，η<1.
练习设计
完成本课对应训练．
第3节 机械效率 学案
（教师用卷）
第一课时 机械效率
教学目标重难点
【重点】
1．理解机械效率．
2．探究滑轮组的机械效率．
【难点】
理解机械效率．
教学过程
知识点一 有用功、额外功和总功
【自主学习】
阅读课本P85－86，完成以下问题：
1．必须要做的功为有用功，克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为额外功，有用功和额外功之和为总功，即W总＝W有＋W额.
2．有用功和额外功不是绝对的，有用功与额外功视情况而定，对一种情况来说是有用功，对另外一种情况来说可能是额外功．
知识点二 机械效率
【自主学习】
阅读课本P86，完成以下问题：
物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率．机械效率用η表示，公式为η＝.
【合作探究】
1．机械效率有单位吗？
答：机械效率没有单位．
2．为什么机械效率没有大于1的？
答：因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1的．
3．用小数和百分数来表示机械效率，你认为哪种表达更好？
答：用百分数表示更好．
4．机械效率的物理意义是什么？
答：机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大，这个机械的性能就越好．
5．应用机械效率公式解决实际问题．
例题 如图，一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m．如果额外功是9 600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
解答 起重机提高物体的力等于物体的重力F＝G＝3 600 N．起重机提升重物所做的有用功W有＝Fh＝Gh＝3 600 N×4 m＝14 400 J＝1.44×104 J，起重机做的总功W总＝W有＋W额＝14 400 J＋9 600 J＝2.4×104 J，因此，起重机的机械效率η＝＝＝60%.
【教师点拨】
机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率也会不同．
【跟进训练】
某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功( B )
A．总功是额外功的3倍
B．有用功是额外功的3倍
C．总功是有用功的3倍
D．额外功占总功的
课堂小结
1．有用功、额外功、总功
(1)有用功：为达到目的必须要做的功．
(2)额外功：我们不需要但是又不得不做的功．
(3)总功：有用功和额外功的总和．W总＝W有＋W额．
2．机械效率
(1)有用功与总功的比值叫做机械效率．
(2)η＝，常用百分数表示，η<1.
练习设计
完成本课对应训练．
第二课时 测量滑轮组的机械效率 学案
（学生用卷）
教学目标重难点
【重点】
在实例中有用功、额外功、总功的确定，对影响机械效率的因素的理解．
【难点】
分析得出提高滑轮组机械效率的方法．
教学过程
知识点 测量滑轮组的机械效率
【自主学习】
阅读课本P87－88，完成以下问题：
1．测量滑轮组机械效率的实验原理是 。
2．提高机械效率的主要办法是改进 ，使它更合理、更轻巧．
【合作探究】
探究 测量滑轮组的机械效率
我们需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功呢？
答：实验原理：η＝＝.
实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2 m的细绳．
实验步骤：①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．②分别记下钩码和弹簧测力计的位置．③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．④算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
实验数据：
实验次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
4
实验结论：①动滑轮重力一定，物重越大，机械效率越 ．②物重一定，动滑轮越重，机械效率越 ．
知识拓展 探究斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
实验猜想：①斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关．②斜面的机械效率可能和斜面的粗糙程度有关．
实验器材：斜面、小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、刻度尺、铁架台．
实验步骤：①测量小木块的重量，记录数据．
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉，分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h.
③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②.
④改变斜面的粗糙程度，分别铺上棉布、毛巾，重复步骤②.
注意事项：①要匀速拉动物体．②拉力要与斜面平行．③及时记录数据．
实验数据：
斜面倾斜程度 斜面 材料 木块 重/N 斜面高度/m 有用 功/J 拉力 /N 斜面 长/m 总功 /J 机械 效率
较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.14 71.1%
较陡 木板 1 0.172 0.12 0.3 0.2 0.21 83.3%
很陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.28 85.7%
棉布 1 0.21 0.21 0.5 0.2 0.27 68.6%
毛巾 1 0.21 0.21 0.5 0.2 0.42 37.1%
实验结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高．斜面的倾斜程度相同斜面越光滑，机械效率越高．
【教师点拨】
同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物被提升的 无关．当升高高度增加时，有用功增加，总功也按比例增加，从而使有用功在总功中的比例不变．理论推导如下：η＝＝＝＝.
【跟进训练】
在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
(1)此实验所用滑轮的个数至少是 个，其中动滑轮有 个．
(2)第一次实验测得滑轮组的机械效率为 ，第二次实验时滑轮组的机械效率 (选填“大于”“小于”或“等于”)第一次的机械效率。
课堂小结
测量滑轮组的机械效率
(1)测量滑轮组的机械效率．
(2)测量斜面的机械效率．
练习设计
完成本课对应训练．
第二课时 测量滑轮组的机械效率 学案
（教师用卷）
教学目标重难点
【重点】
在实例中有用功、额外功、总功的确定，对影响机械效率的因素的理解．
【难点】
分析得出提高滑轮组机械效率的方法．
教学过程
知识点 测量滑轮组的机械效率
【自主学习】
阅读课本P87－88，完成以下问题：
1．测量滑轮组机械效率的实验原理是η＝＝.
2．提高机械效率的主要办法是改进机械结构，使它更合理、更轻巧．
【合作探究】
探究 测量滑轮组的机械效率
我们需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功呢？
答：实验原理：η＝＝.
实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2 m的细绳．
实验步骤：①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格．②分别记下钩码和弹簧测力计的位置．③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格．④算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格．
实验数据：
实验次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
4
实验结论：①动滑轮重力一定，物重越大，机械效率越高．②物重一定，动滑轮越重，机械效率越低．
知识拓展 探究斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
实验猜想：①斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关．②斜面的机械效率可能和斜面的粗糙程度有关．
实验器材：斜面、小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、刻度尺、铁架台．
实验步骤：①测量小木块的重量，记录数据．
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉，分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h.
③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②.
④改变斜面的粗糙程度，分别铺上棉布、毛巾，重复步骤②.
注意事项：①要匀速拉动物体．②拉力要与斜面平行．③及时记录数据．
实验数据：
斜面倾斜程度 斜面 材料 木块 重/N 斜面高度/m 有用 功/J 拉力 /N 斜面 长/m 总功 /J 机械 效率
较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.14 71.1%
较陡 木板 1 0.172 0.12 0.3 0.2 0.21 83.3%
很陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.28 85.7%
棉布 1 0.21 0.21 0.5 0.2 0.27 68.6%
毛巾 1 0.21 0.21 0.5 0.2 0.42 37.1%
实验结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高．斜面的倾斜程度相同斜面越光滑，机械效率越高．
【教师点拨】
同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关．当升高高度增加时，有用功增加，总功也按比例增加，从而使有用功在总功中的比例不变．理论推导如下：η＝＝＝＝.
【跟进训练】
在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
(1)此实验所用滑轮的个数至少是3个，其中动滑轮有2个．
(2)第一次实验测得滑轮组的机械效率为62.5%，第二次实验时滑轮组的机械效率大于(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次的机械效率．
课堂小结
测量滑轮组的机械效率
(1)测量滑轮组的机械效率．
(2)测量斜面的机械效率．
练习设计
完成本课对应训练．
