教科版 八年级物理 第十一章 功与机械 全章教案14节
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| 名称 | 教科版 八年级物理 第十一章 功与机械 全章教案14节 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-05-18 20:57:42 | ||
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文档简介
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课题 第十一章 功与机械
11.1 功（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道机械功的两个因素，知道机械功的概念、公式及单位。
（2 ）知道机械功率的概念、定义式及单位。
2.过程与方法
（1）能计算机械功和功率。
（2）能从功率的教学，使学生理解类比的物理方法。
3.情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点：
对功、功率概念的理解。
教学难点：
判断力是否对物体做功，以及功与功率的计算。
仪器材料： 小铁球、长木板、砝码、线等
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们已学过力的知识，提问：力的三要素是指哪些？重力的方向是怎样的？力作用在物体上会产生什么效果 ？
大小、方向、作用点；竖直向下；会改变物体形状或改变物体的运动状态。
在图11-1-1三种情况中你，物体在力的作用下，物体的运动状态发生了改变。
这些力对物体是否做了功？。
又如在图11-1-2中，有力的作用，这些力是否做了功？
二、新课讲授，师生互动
1、力做功
物理学中规定：如果物体受力且沿力的方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。
功的两个必要因素：
一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的作用下移动的距离。
搬而未起——劳而无功，
踢出的球，因惯性运动——不劳无获。
2．判断物体是否做功
举多个例子，要求学生判断是否做功。
⑴ 火箭升空，燃烧的气体对火箭有没有做功？？
学生答：做了，因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力，火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。
⑵ 同学们将自行车推进校门，对车有没有做功？
学生答：做了，因为人对车有一个向前的推力，车在这个推力作用下前进了一段距离。
⑶ 一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体有没有做功？
⑷ 推讲台没推动。
⑸ 手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力有没有对桶做功？
⑹ 在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，没受力。
学生答：不做功。
要求学生举例，可将学生举的例子写在黑板上。
进行分析。
教师注意三种不做功的情况：
(1)物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零。
(2)物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离与力的方向垂直。
教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。
(3）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段路程，也就是没有力做功。
教师要注意同学们的回答中所出现的问题，并弥补关于惯性的知识。
教师小结：从以上例子，我们进一步认识了力学中功的含义，即一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，我们就说这个力做了功。
3、功的计算
物理学规定：功等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。
功=力×力的方向移动的距离
公式： W=Fs
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J）
F----力——牛顿（N）
S——距离——米（m）
1焦耳=1牛·米
1J=1N·m
4、 例题：（P79书上例题）用20N的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m，试求推力和重力对物体做了多少功？
由一名学生板演，其他学生自己演算。要求解题规范化。
解：推力20N，物体在推力的方向移动距离0.5m，则推力
做功
W=Fs=20N×0.5m=10J
重力沿竖直方向，而物体在竖直方向上没有发生移动。
所以重力做功为零。
追问：此题中物体受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做功？重力做了功没有？为什么？
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、做功的两个必要因素：一是 ；二是 。
2、功的计算公式是： ，在国际单位制中，功的单位是 ，符号是 。
3、（2009岳阳）下列情景中，小明做了功的是（ ）
A、用力推汽车，汽车不动； B、在光滑的水平冰面上匀速滑行
C、从一楼走到二楼 C、提着一篮苹果站着不动
4、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了150m， 在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（ ）
A、1500J B、500J
C、150J D、0J
5、跳绳是体育考试的项目，小明同学每跳一次，克服重力做的功最接近( )
A、3J B、30J C、300J D、600J
6、小红同学将重为100N的箱子从地面匀速搬到10m的高楼上，做了多少功？
参考答案：
1、作用在物体上的力；物体沿力的方向移动的距离。2、W=Fs，焦耳，J。
3、C．4、D．5、B．6、克服重力做功W=Fs=Gh=100N×10m=1000J 。
五、布置作业：
P80T1、T2、T3 。
教学反思：不做功三种情况：（1）无力作用。物体靠惯性移动距离。
（2）有力作用，没有移动距离。推而未动。——劳而无功
（3）有力作用，也移动了距离，但距离与力的方向垂直。提着水桶在水平面走动。
课题 11.1 功（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道机械功的两个因素，知道机械功的概念、公式及单位。
（2 ）知道机械功率的概念、定义式及单位。
2.过程与方法
（1）能计算机械功和功率。
（2）能从功率的教学，使学生理解类比的物理方法。
3.情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点：
对功、功率概念的理解。
教学难点：
判断力是否对物体做功，以及功与功率的计算。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
物体做功有两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是沿力的方向移动的距离。在某建筑工地上，一个建筑工人一小时能将12000N的砖从一楼运到6m的三楼，一台提升机5min能将12000N的砖运到6m 的三楼。他们做的功分别是多少？哪个做的功多？哪个做功快？
二、新课讲授，师生互动
1、功率——描述做功的快慢。
功率：单位时间里完成的功。
公式：P=
单位：瓦，简称瓦（W）。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J）
t----时间——秒（s）
P——功率——瓦特（W）
1瓦特=1焦/秒
1W=1J/s
2、例题：计算导入课题建筑工人和提升机的功率？
解：（1）建筑工人做的功W1=F1s1=G1h1=12000N×6m=72000J,
时间t1=1h=3600s,
做功功率P1=。
（2）提升机做的功W2=F2s2=G2h2=12000N×6m=72000J,
时间t2=5min=300s,
做功功率P2=。
3、功率是机械的主要技术性能之一。根据实际需要和可能选择功率合适的机器。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、要比较物体做功快慢，必须考虑的因素是 和 。
2、功率表示物体做功 的物理量，把物体 叫功率。
3、功率公式为 ，其中P表示 ，单位是 ；
W表示 ，单位是 ；t表示 ，单位是 。
4、下面给出的单位，不是功率的单位是（ ）
A、N·m/s B、W·s
C、J/s D、kW
5、小华同学在体育测试的跳绳的功率是80W，表示该同学（ ）
A、每秒做功80J/s B、能做功80J
C、1秒的功率是80J/s D、1s里做功80J
6、下列关于功率的说法正确的是（ ）
A、物体做功越多，功率越大 B、物体做功时间越短，功率越大
C、物体做功越快，功率越大 D、物体做功时间越长，功率越大
7、举重运动员在3s内把1000N的杠铃举高了1.8m，他对杠铃做了 J的功，他的功率是 W。
参考答案：
1、功，时间。2、做功快慢，单位时间里完成的功。3、P=，功率，瓦；功，焦，时间，秒。4、B。5、D。6、C。7、 1800，600。
五、作业P80T4.小明和小聪每人将质量为20 kg的一捆书从一楼搬到三楼,小明用了60s，小聪用了40s，求小明和小聪对书做功的功率？（设每层楼高3m,g=10N/kg）。
实践活动
课外小实验：测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求：
1 ．测出：
（ 1 ）体重 G ；
（ 2 ）楼层高 h ；
（ 3 ）上楼所用的时间，按正常速度走上去所需时间 t 1 ，快速跑上去所需时间 t 2 。
2 ．计算：
（ 1 ）上楼所做的功；
（ 2 ）两次登楼过程的功率。
教学反思：
本节内容属于课程标准中科学内容的第三主题“能量”，是该主题下的二级主题。课程标准要求：知道机械功和功率的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
功和能是物理学中基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效地方法。讨论力学问题，一是从物体静止或匀速直线运动状态下的二力平衡关系入手；二是从杠杆类简单机械的平衡条件入手；三是从压强求压力，从胡克定律求弹力，以及阿基米德定律求浮力入手。
课题 11.2 杠杆（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识杠杆。
（2）知道杠杆的一些应用。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的平衡条件。
（2）通过探究，了解杠杆的平衡条件。
3.情感态度与价值观
通过了解杠杆的应用，进一步认识物理的应用价值，提高学习物理的兴趣。
教学重点：
了解杠杆的五要素；实验探究杠杆的平衡条件及其探究方法的设计。
教学难点：
会画出杠杆的力臂。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
通过浮力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项：浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
置疑：阿基米德说这句话的根据是什么？你认为这可能吗？
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。
二、新课讲授，师生互动
（一）杠杆
1.认识杠杆
要求学生观察书上图11－2－3：生活中的常见的杠杆。
要求学生举出其他生活中的杠杆。
进行讨论，找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。
要求学生分析其余杠杆的固定点。
得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一支撑点转动的坚实物体，叫杠杆。
“坚实物体”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样，可是方的、圆的等。
要求学生再举其他例子。
例如：用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。
订书机可以很方便地把纸装订在一起。
2．与杠杆有关的概念
首先认识杠杆的几个概念
支点 ( O ) ：杠杆绕着转动的固定点。
动力 ( F1 ) ：使杠杆转动的力。
阻力 ( F2 ) ：阻碍杠杆转动的力。
动力臂 ( Ｌ1 ) ：支点到动力作用线的距离。
阻力臂 ( Ｌ2 ) ：支点到阻力作用线的距离
力臂是支点到力的作用线的距离，作力臂的步骤：（ 1 ）找准支点；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用线；（ 3 ）从支点向力的作用线画垂线；（ 4 ）标出力臂。
教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。
画出杠杆撬球中的各种物理量。支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中 O 点是不动的，所以 O 点就是支点。
力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从 A 点起沿 F1 方向的直线。从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1 ，从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂Ｌ2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。
必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。
3、例题： 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。
如：镊子、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、在力的作用下，能绕某一支撑点 的坚实物体，叫杠杆。
2、杠杆的五要素是 、 、 、 、 。
3、通过力的 沿力的作用方向的 叫力的作用线。
4、从 到力的 的距离叫做力臂。
5、如图所示，用手杆钓鱼的示意图，下列说法正确的是（ ）
A、B为杠杆的指点； B、AB为动力臂；
C、BE为动力臂。 D、AD为阻力臂。
参考答案：
1、转动。2、支点，动力、动力臂，阻力，阻力臂。3、作用点，直线。4、支点，作用线。5、D。
五、作业
P84作出图11-2-9三种类型杠杆的力臂
实践活动
注意观察生活中有哪些杠杆，试着分析它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
教学反思：
力臂是本节课的难点，点到直线的距离，虽然数学中已学过，但遇到问题仍把支点到力的作用点的距离作为力臂，或过支点作平行线，再过力的作用点画垂线，应多次以实例给予纠正。
11.2 杠杆（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识杠杆。
（2）知道杠杆的一些应用。。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的平衡条件。
（2）通过探究，了解杠杆的平衡条件。
3.情感态度与价值观
通过了解杠杆的应用，进一步认识物理的应用价值，提高学习物理的兴趣。
教学重点：
了解杠杆的五要素；实验探究杠杆的平衡条件及其探究方法的设计。
教学难点：
应用杠杆平衡条件解决实际问题。
分组实验器材: 铁架台、杠杆、钩码等
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们已经学习了杠杆概念及杠杆的力臂的作法。对于不同的杠杆的力臂不同。古希腊阿基米德“给我一个支点，我可以撬动地球”的依据是什么？
二、新课讲授，师生互动
力臂是由力的作用点的位置和力的作用方向两个因素共同决定的，它可以代替力的作用点的位置和力的方向两个因素。因此讨论力对杠杆的作用效果时只要考虑力的大小和它的力臂就可以了。
（一）、杠杆平衡条件
1、杠杆平衡：杠杆处静止或匀速转动状态。
2、点拨：
①杠杆两端的螺母的作用：在未挂钩码前，调节杠杆平衡在水平位置。
②杠杆平衡在水平位置：使力臂与杠杆的部分重合，从杠杆上直接读取力臂。
3、实验探究：
步骤如下：
(1) 将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ；若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。
此处可提问：为什么要使杠杆在水平位置平衡？若学生回答不出，可要求课后思考。
(2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。
(3) 重复多做几次平衡实验，得到不同数据。
(4) 将数据记录下来，分析得出结论。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 动力×动力臂F1L1/N·m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 阻力×阻力臂F2L2/N·m
1
2
3
4
开始实验，完成探究任务。
老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。
完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。
将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。
教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。
可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。
4、分析论证：杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写成：F1L1= F2L2
(二)杠杆的分类
种类 条件 特 点 应用
省力杠杆 动力臂＞阻力臂 省力，费距离 撬石头
费力杠杆 动力臂＜阻力臂 费力，省距离 筷子
等臂杠杆 动力臂＝阻力臂 不省力，方便 天平
交流与讨论：人体内的杠杆
关节相当于支点，肌肉收缩相当于动力。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、杠杆平衡条件是 。
2、托盘托盘相当于一个 杠杆（填“等臂”或“不等臂”），它是利用
条件测出物体质量的。
3、下图所示的工具中，属于省力的杠杆有 ，属于费力的杠杆有
（填序号）
4、下列所示的工具中属于费力的杠杆是（ ）
5、下图所示的指甲钳（ ）
A、由一个省力杠杆和一个费力杠杆组成
B、由两个省力杠杆和一个费力杠杆组成
C、由一个省力杠杆和两个费力杠杆组成
D、由两个省力杠杆和两个费力杠杆组成
6、P86“自我评价”T1——T4
参考答案：
1、动力×动力臂=阻力×阻力臂 或F1L1= F2L2
2、等臂，杠杆平衡。
3、ABC，DE。4、D。5、C。
6、“自我评价”参考答案：
1、普通剪刀是等臂杠杆，既不省力也不费力；铁匠剪刀是省力杠杆，但费距离；理发剪刀是费力杠杆，但省距离。
2、1.5N。
3、因为小孩对跷跷板的压力的力臂较大。大孩要把跷跷板压下去，需将身体后移。
4、重锤的拉力和蒸汽对出口的压力是一对施加于杠杆的力，二者力臂不等。当蒸汽压力较大时，出口被打开，排除蒸汽。
五、作业：
P86T1
教学反思：
应用杠杆平衡条件解决实际问题，对于实际物体，首先确定支点，再做出力臂，然后比较力臂的长短，最后依杠杆平衡条件得出结论。
课题 11.3 滑轮
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识动滑轮和动滑轮。
（2）了解滑轮组。
（3）知道简单机械的一些应用。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解动滑轮和动滑轮的结构。
（2）通过探究，了解动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
3.情感态度与价值观
通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
教学重点：
实验探究动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
教学难点：
实验探究动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
分组实验器材: 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具： 动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
1．杠杆有哪三种？各有什么特点？举例说明。
2．剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆？
教师出示实物并进行演示，并画出这两个杠杆的示意图。要求学生正确画出它们的力臂，讲清道理，说明结论。
剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。
杠杆有的可以省力，有的可以省距离，吊车是周边有槽的轮子是否可以省力呢？
二、新课讲授，师生互动
教师先举一个滑轮的实例，再要求学生举滑轮的例子，根据使用时滑轮的不同情况进行分类（即按定滑轮和动滑轮分类）。提问它们的特点是什么，由此给出定义：滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。
教师给出滑轮的分类。
滑轮有两种：定滑轮和动滑轮。使用时滑轮
的位置固定不变的叫做定滑轮，使用时滑轮的位置
跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。
再举些滑轮实例，可连接录像。
观察定滑轮。定滑轮工作时，它的轴固定不动。
举例：如旗杆顶部的装置为定滑轮。
(2) 提问：使用定滑轮有什么特点？
演示实验：
① 称量钩码的重力；
② 演示如图所示的实验，匀速拉动弹簧测力计，物体上升
，拉力的方向改变，但弹簧测力计的示数不变，特点是
G ＝ F 。使用定滑轮吊起物体时，可以改变力的作用方向，
达到操作方便的目的。
提问：使用定滑轮不能省力，那么能否省距离？能否省功？
按照下图进行演示。
使学生清楚地看到：“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度
h 相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离。” 由此得出使
用定滑轮不能省功。
观察实验，得出结论：
1 动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等，
使用定滑轮不能省力，也不能省距离。
② 由 W ＝ Fｓ得出 W 与提升物体所需的功Ｇh相等，
使用定滑轮不能省功。
2 、动滑轮
(1) 教师边讲边演示动滑轮提升重物。
要求学生讨论分析，此时提起重物使用的滑轮与
刚才演示实验使 用的定滑轮有何不同点？
教师在学生讨论后小结：动滑轮工作时，轴和重物一起
移动。另外用力方向也不同，用定滑轮时拉力方向是向下的，
使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。
（2） 提问：使用动滑轮有什么好处？动滑轮中绳的拉力
和做功情况怎样？
(3) 组织学生实验，按课本实验探究，参照下图
进行实验。
由于研究定滑轮时教师已演示过实验，学生
可以自己设计出实验步骤。
说明：重物用 2 个钩码表示，有
利于分析数据。
用弹簧秤测出钩码重。读取弹簧秤的示数时，跨
过动滑轮的两条绳要竖直、平行。
实验：两人一组，自行设计实验步骤及表格记录数据。按左图所示进行实验
观测弹簧测力计的示数F１ 和 F２ 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度ｓ。
学生实验完毕后，教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中，分析学生数据。
(4) 总结：
使用动滑轮提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。
两根绳子吊着重物和滑轮，这两根绳子的力之和约等于钩码的重力，符合平衡力的原理。
动力作用点移动的距离ｓ是物体上升高度 h 的 2 倍。 使用动滑轮不能省功。
说明：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。
3、滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组，
既能省力又能改变力的方向。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、轴固定不动的滑轮称为定滑轮，特点是能够 ，不能 ，
轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮，特点是可以 ，不能 且费距离。
2、把定滑轮和动滑轮组合成 ，既能 又能 。使用滑轮组提升重物时，重物和滑轮总重由n段绳子承担，提起重物时所用的力就是总重的 。
3、使用定滑轮、动滑轮都 （填“能”或“不能”）省功。
4、如图所示，关于弹簧测力计的示数分别为F1，F2，F3，下列说法正确的是（ ）
A、F1较大 A、F2较大
C、F3较大 D、一样大
5、下列滑轮组中，直接作用在动滑轮的绳子段数等于
2的是 ；
等于3的是 ；
等于4的是 。（选填序号）
参考答案：
1、改变力的方向，省力。
2、省一半力，改变力的方向。
3、不能。
4、D．
5、（3），（1）（4），
（2）（5）。
五、作业
P90T3
实践活动 P90我的设计：设计一个升降装置。
教学反思：本章内容属于课程标准的科学内容中第三个主题“能量”，是该主题下的二级主题。课程标准要求：
了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。
本章内容所介绍的简单机械有两大类，一类是杠杆类简单机械，它包括：杠杆、轮轴、滑轮；另一类是斜面类简单机械，它包括：斜面、螺旋。功和能是物理学中的基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效的方法。
课题 11.4 功的原理及应用
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道轮轴和斜面也能省力。
（2）了解功的原理，知道使用任何机械都不能省功。
2.过程与方法
（1）通过本节的学习，使学生学到科学思维方法----理想模型法。
3.情感态度与价值观
通过本节的学习，使学生认识到我们祖先的伟大，增强民族自豪感。
教学重点：
功的原理。
教学难点：
轮轴和斜面做功的探究过程。
实验器材: 轴轮、绳子、钩码、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
使用动滑轮能省力，但不能省功。使用滑轮组可以省力，还能改变力的方向，还有其他的机械能够省力，它们能否省功呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）功的原理：使用任何机械都不能省功。
不计摩擦和动滑轮的重力时，W用机= W用手
——理想模型法。——复杂变简单
实际中，W用机≥ W用手
（二）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的叫轮，小的叫轴。
（1）由杠杆平衡条件：F·OA=G·OB。
即：F·R=G·r。
当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴可以省力。
（2）观察：轮轴做功的特点。
从做功的角度探究轮轴的特点。分别在轮上和轴上缠上细线，使轮转动一周。轮和轴的半径分别为R和r。计算动力F做的功和提升砝码所做的功，比较它们的大小，将结果填入下表。
次数 拉力F/N 移动距离2πR/m F·2πR/J 砝码重力G/N 上升高度2πr/m G·2πr/J
1
2
3
比较G·2πr和 F·2πR，可以得到什么结论？
拉动轮做的功等于绕在轴上的绳拉动重物所做的功。
F·R=G·r
也就是说，使用轮轴不能省功，只能改变做功的方式。
轮轴两个主要功能：一是改变力的大小，二是改变物体的运动速度。
轮子将直线运动和圆周运动互相联系起来，实现二者相互转化。
（三）斜面：与水平面成一定夹角的倾斜平面。
理性探究：斜面的特点
根据功的原理，使用任何机械都不能省功。如果不计物体与斜面的摩擦，用力沿斜面匀速拉上去做的功，等于直接将物体举高做的功。即
FL=Gh，所以F=
斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。
斜面是一种省力的机械。
（四）讨论与交流 螺旋——特殊的斜面。
螺旋的特点：将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、功的原理内容是：使用任何机械都 。对 机械都适应，对机械的使用和研制具有重要的指导意义。
2、如图所示的两种剪刀，正常使用时，属于省力杠杆的是 （填“甲”或“乙”），根据功的原理，使用这种剪刀都不能省 。
3、下列机械中，能省功的机械是（ ）
A、扳手 B、天平
C、剪刀 D、以上三重机械都不省功
4、下列关于剪刀的说法正确的是（ ）
A、甲省力 B、乙省力
C、丙省距离 D、都不省功。
5、如图所示是自行车，从它的结构和使用来看，它应用了许多物理知识，下列关于它的说法中不正确的是（ ）
A、车把相当于一个轮轴
B、脚蹬和其转轴组成一个轮轴
C、刹车把手相当于费力杠杆
D、轮胎有花纹是为了增大摩擦。
参考答案;
1、不省功，任何。2、乙，功。3、D。4、D。5、C。
五、作业：P95T（4）。
教学反思：学会建立理想模型方法研究问题。化复杂为简单。
课题 11.5 机械效率（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们知道，使用任何机械都不省功，评判机械性能有什么为标准呢
二、新课讲授，师生互动
（一）有用功和额外功
观察：做功的不同办法
阅读图11-5-1，
有用功W有用：实际需要做的功。提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
对沙做的功——有用功,W有用=Gh=100N×6m=600J。
对人做的功——额外功, W额外=G人h。==400N×6m=2400J。
对桶做的功——额外功, W额外=G桶h。==20N×6m=120J。
对袋做的功——额外功, W额外=G袋h。==5N×6m=30J。
（二）机械效率：有用功跟总功的比值。
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。
强调：
（1）机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。
（2）η为一比值，没有单位。
（3）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，可见η < 1； 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% 。
（三）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。
解：（1）人拉绳子的拉力F=250N，绳子自由端移动距离s=2h =2×2m=4m,
总功W总=Fs=250N×4m=1000J。
（2）有用功W有=Gh=400N×2m=800J。
（3）额外功W额= W总- W有=1000J-800J=200J。
（4）机械效率=。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、利用机械做功时，动力所做的功叫 功，实际需要做的功叫 功，我们不需要，但有不得不做的功叫 功。
2、有用功和总功的 叫机械效率，
用公式 表示。
3、用重10N为动滑轮提升重为100N的沙子运到6m高三楼，可用为20N的小桶或重为5N的布袋装运，如图所示。
（1）用桶装运时，有用功是 J，额外功是 J，总功是 J。机械效率是 。
（2）用袋装运时，有用功是 J，额外功是 J，总功是 J。机械效率是 。
（3）当所做有用功相等时，额外功越小，机械效率越 。
参考答案：1、总，有用，额外。2、比值，
。3、（1）600,180,780,77%。（2）600,90,690,87%。（3）大。
五、作业P99T1
教学反思：
在引入总功时，可用这种方法。第三节，用实验的方法粗略得出计算动力的公式，没有考虑摩擦和机械本身重，是一种理想状况。如果用弹簧测力计来测量，那么测出的动力一定比计算出的理想状况的动力大，它包含了摩擦和机械本身重量的因素，这个动力做的功，就是总功，它包含有用功和额外功。
课题 11.5 机械效率（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们知道，使用任何机械都不省功，有用功跟总功的比值叫机械效率，机械效率是评判机械性能标准之一。效率高，性能好。怎样提高机械效率呢？
二、新课讲授，师生互动
（一） 例题：用如图所示的滑轮组提升200N的重物上升1m，甲所用的拉力是80N，乙所用拉力是65N，求甲乙所做有用功，总功，机械效率？
解：（1）甲所做有用功
W有=Gh=200N×1m=200J。
拉力移动的距离s=nh=3×1m=3m。
拉力所做总功W总=Fs=80N×3m =240J。
机械效率=。
（2）乙所做有用功（让同学上黑板完成）。
W有=Gh=200N×1m=200J。
拉力移动的距离s=nh=4×1m=4m。
拉力所做总功W总=Fs=65N×4m =260J。
机械效率=。
（二）交流与讨论：
1、甲滑轮组与乙滑轮组哪个省力？哪个机械效率高？是什么原因造成的？
由于甲作用在动滑轮的绳子的段数是3，乙作用在动滑轮的绳子的段数是４，
拉力，绳子段数越多，越省力。
当所做有用功一定时，动滑轮的个数越多，重力越大，做的额外功越大，机械效率反而低。
2、用甲装置，当提升重物为260N，所用拉力是多少？机械效率是多少？
解：因为，当F=80N，G物=200N时代入得，80N=，所以，G动=40N。所以，当G 物=260N时，拉力F==100N。
有用功W有=Gh=260N×1m=260J。
拉力移动的距离s=nh=3×1m=3m。拉力所做总功W总=Fs=100N×3m =300J。
机械效率=。
结论：同一滑轮组，增大提升物重力，可提高机械效率。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、提高机械效率的途径，一是有用功一定时， 额外功；二是额外功一定时， 有用功。
2、用滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，滑轮组做的有用功是 J，若此时滑轮组的机械效率为60%，则总功是多少 J，额外功是 J。
参考答案：1、减小，增大。2、7200,12000,4800。
五、作业P99T2
教学反思：
提高机械效率有重要的经济意义，可以减少能耗，节省人力和物力，降低生产成本，应对这个问题高度重视。提高机械效率的主要办法是：改进机械的结构，按规程保养，合力使用。
机械效率的概念可以很容易地扩充到一般的效率概念。可让学生讨论：除了用机械做功有效率外，干别的事情有没有效率问题？一家人吃饭，能不能把每粒米都吃到肚子里去？用铅笔芯写字，一支铅笔的铅笔芯都能完全利用吗？一节课45min，你是否都用在学习上？让学生思考这些问题，在更广阔的范围里对效率问题有个初步概念，有助于学生把物理学习与自己的生活联系起来，并初步培养他们干任何事情都要讲究效率的科学态度。
课题 11.5 机械效率（3）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、钩码、刻度尺、细绳、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
有用功跟总功的比值叫机械效率。
有用功一定时，减小额外功可提高机械效率，额外功一定时，增大有用功可提高机械效率。怎样测量滑轮组的机械效率呢？
二、新课讲授，师生互动
1、 根据机械效率，
有用功W有用=Gh，总功W额=Fs，必须测量重力G，拉力F，重物上升距离h，拉力移动距离s。弹簧测力计测量力，刻度尺测量距离。
2、实验器材：“刻度尺，弹簧测力计，钩码，铁架台，一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，长约2mde 细绳。
3、进行实验与收集证据：测量滑轮组的机械效率
先后按图11-5-3（a）(b)所示两种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组吊线的安装方法）。设计实验步骤，进行实验，测出有用功和总功，算出机械效率，将结果填入下表。
实验记录表1
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 弹簧测力计示数F/N 绳子自由端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率
实验记录表2
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 弹簧测力计示数F/N 绳子自由端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率
4、分析讨论：（a）(b)两个装置，挂的钩码相同时，机械效率有什么不同？同一装置挂不同钩码时，它的机械效率有什么变化？出现机械效率高低不同的原因是什么？
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、（2010·河北省）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图1所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）
A．F1 > F2，η1 = η2 B．F1 > F2，η1 > η2
C．F1 < F2，η1 = η2 D．F1 < F2，η1 > η2
21世纪教育
2、（2010黑龙江鸡西）用如图所示的装置，匀速向上提起重2N的物体，所用的拉力为1.5N，动滑轮的机械效率为 。如果要提高动滑轮的机械效率，你的做法是 （答出一条即可）。
3、（2010年山东济宁，第Ⅱ卷7题）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关。21世纪教育网 ( http: / / www.21cnjy.com / )
次数物理量 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3
机械效率η 74% 57% 83%
参考答案：1、A。2、66.7% ； 减小动滑轮的质量（或增加物重）。
3、动滑轮的个数（或动滑轮的总重）， 提升的物重。
五、作业 下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.1 5.0 1
2 较陡 10 0.3 6.7 1 45％
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60％
⑴小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为 ，物块和斜面的内能增加了约 J。21世纪教育网 ( http: / / www.21cnjy.com / )
⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。
参考答案：⑴斜面的倾斜程度 20％ 4 ⑵高 斜面的倾斜程度。
教学反思：
注重培养学生动手实践能力和善于分析问题的能力。
课题 11.6 改变世界的机械
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解机械使用的历史发展过程。
（2）认识机械的使用对社会的作用。
2.过程与方法
通过实验和观察，认识改变世界的机械。
3.情感态度与价值观
关心机械与人们生活的联系，有将机械应用于生活的意识
教学重点：
了解机械的使用的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
教学难点：
了解机械的使用的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
火和工具的应用，铺下了人类文明道路的第一块阶石。
物理学的发展导致了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明，吹响了两次伟大的工业革命的号角，使人类进入机械化、电气化时代。回望200多年的现代史，是科学的进步，机械的创新，形成先进的生产力，改变整个世界。
二、新课讲授，师生互动
1、庞然大物人造就
随着钢铁工业和机器制造业地空前发展，人类正在制造出各种各样的钢铁机械。
图11-6-1 超级油轮 排水量300000t。
2、细微之处显身手
科学研究是推动精密机械和测量仪器发展的强大动力。
图11-6-4 纳米机器人 为人类传送药物，进行细胞修复等工作。
3、力大无穷山可动
图11-6-5 三峡截流实验——机器巨人把滚滚长江分成两段
4、浩瀚苍穹任遨游
“假舆马者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而绝江河。”
现代机械工业制造出来的车、船、飞机、空间飞行器扩大了人类活动范围——从陆地、海洋、天空直到太空。
2010年10月1日１８时５９分５７秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心二号塔架起飞。并获得了圆满成功。
5、智珠在握夺天工
信息时代，人们将智慧赋予了机械；大量自动化、智能化的机械进入我们生活，改变着我们的生活，创造着奇迹。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、物理学的发展导致了 、内燃机和电力机械的发明，吹响了两次伟大的工业革命的号角，使人类进入 、 时代。
2、随着钢铁工业和 制造业地空前发展，人类正在制造出各种各样的 机械。天上飞的、海上行的，还有大型生产流水线和大型 仪器等。
3、科学研究是推动精密 和 仪器发展的强大动力，各种各样的精密仪器，是科学家在天文、物理、化学、 科学等研究中，探测 世界秘密的有力武器。
4、当代人类的智慧和力量，相当程度上通过制造各种 机械得以表现。移山填海，拦河筑坝，到处在按照人的意愿改变着山山水水，创建 的文明。
5、 工业制造出来的车、船、飞机乃至空间飞行器极大地扩大了人类的 范围 ——从陆地、海洋、天空直到太空。
6、信息时代，人们将智慧赋予了 ；大量自动化、智能化的 进入我们的生活，改变着我们的生活，创造着越来越多的奇迹。
7、如图是挖掘机，下列说法错误的是（ ）
A、挖掘铲的前端做成齿状，是为了增大压强
B、挖掘机的两条履带，可以减小压强
C、机械臂A被液压杆撑起时，相当于省力杠杆
D、挖掘臂被液压杆撑起时，相当于费力杠杆
参考答案：
1、蒸汽机，机械化，电气化。2、机械，钢铁，科学。3、机械，测量，生命，物质。4、强大，现代化。5、现代机械，活动。6、机械，机械。7、C。
五、作业P100图11-6-1，排水量为300000t超级油轮受到的浮力。
教学反思：
需要准备反映机械与人类社会发展的视频和图片，教学效果更好。
课题：第十一章 功与机械 复习
一、单元复习目标
1、知识与技能目标：
（1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。
（2）知道描述做功快慢——功率，理解和计算功率.
（3）能从现实生活中感受杠杆，理解力臂，会画有关杠杆受力的力臂。
（4）会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。
（5）知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用，会组装滑轮组。
（6）能联系实际体会杠杆、滑轮、斜面、轮轴在现实中的广泛运用。
（5）知道功的原理和建立物理模型方法研究物理的方法。
（6）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。
2、过程与方法目标：
（1）培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
（2）学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
（3）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功率的概念。
（4）培养学生的观察能力。
3、情感、态度与价值观目标：
（1）培养学生严谨的科学态度。
（2）培养学生的科学世界观。
二、复习的重点和难点
重点：力臂的知识，杠杆的平衡条件及应用，滑轮及滑轮组省力情况，会画滑轮组的装配图，设计滑轮组。功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。
难点：正确画好力臂，确定滑轮组省力情况，设计滑轮组。做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。
三、知识梳理
（一） 知识图解
（二）歌诀记忆
物体做功二因素；力和力向的距离。力F距离s功W，W=Fs计算功。
功的单位是焦耳，1焦=1牛·米。 做功快慢是功率，单位时间做的功。
计算功率P=，时间t内做W功。 功率单位是瓦特，1焦/秒=1瓦特。
使用机械不省功。轮轴斜面可省力，省力机械费距离，费力机械省距离。
杠杆平衡有条件：F1 L1＝F2L2；三种杠杆理解记，动力臂长可省力；
动力臂短省距离，天平等臂也等力。定滑轮等臂等力，动滑轮省一半力；
滑轮组看绳段数，动滑轮定绳段数，一分为二奇为三，奇数系在动中间。
效率有用比总功，有用额外和总功。有用功小于总功，机械效率小于1。
减小额外增有用，变量控制增效率。单位变换： 1J=1N·m， 1W=1J/s。
四、教学课时：四课时
第一课时
一、基础练习
1．做功的两个必备条件：一是 ；二是物体在 通过的距离。
2.功的计算公式是 。功的单位是 ，1焦= 牛 米。
3.功率： 内所做的功，它是表示物体做功 的物理量。
4.公式的计算公式是 。功率的单位是 ，1瓦= 焦/秒 。
参考答案:1. 作用在物体上的力，力的方向上。2.W=Fs，焦，1。3.单位时间，快慢。4.P=W/t，瓦，1。
二、要点归纳
（一）功：
1.功的两个必备条件：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
即物体受力没有移动；是物体由于惯性沿原方向通过的距离。
巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。
3.物理学规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=Fs
4.功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。
5.应用功的公式注意：
(1)分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。
(2)公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
(3) 功的单位“焦”（1牛·米 =1 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
(二)功率：
1.定义：单位时间里完成的功
2.物理意义：表示做功快慢的物理量。
3.公式： = Fv
根据功率的导出式：P＝Fv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。
4.单位：主单位 W 常用单位 kW 换算：1kW=103W
某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J
5.比较功率大小方法:
三、例题分析
例题1：(北京)如图1所示的四种情景中，人对物体做功的是 （ ）
参考答案：C。
例题2：(广州)下列关于力做功的说法，正确的是（ ）
A．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
参考答案：B。
例题3：（黄岗）如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞， 再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了 ，压把相当于 。王哲在5s内将瓶塞拔出，若瓶塞长5㎝，瓶塞受到的平均阻力为200N，则王哲克服瓶塞阻力做了 J功，其做功的功率为 W。
参考答案：增大压强，杠杆。10，2。
例题4（上海）木块在大小为2N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向前进1m，拉力功为________J，功率为_______w；若木块重5N，在此过程中重力对木块做功为________J。
参考答案：2，0.1，0。
例题5 （昆明）请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。（1）已提供的器材是秒表和皮尺，还需要的器材是_______________；（2）实验需要测量的物理量是__________、__________和__________。（3）请写出比较两位同学做功快慢的方法。
参考答案：（1）磅秤，（2）质量m，高度h，时间t。（3）定高度，测质量和时间。
四、达标练习
1.（无锡）下列过程中，人对物体做功的是 ( )
2．（攀枝花）以下几种情况中，力对物体做功的有( )
A．人用力提杠铃，没有提起来
B．沿着斜面把汽油桶推上车厢
C．用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变
D．物体在光滑水平面上匀速前进5米
3．图4是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为________瓦。
4.(韶关)如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，书包带与小明的肩部接触的总面积为300cm2。求：（g=10N/kg）
(1)书包带对小明肩部的压强。
(2)小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功。
(3)此过程小明用了20s，他做功的功率是多少。
5.（长沙）在2008年8月11日北京奥运会上，我国体育健儿陈艳青夺得冠军。用3s的时间将质量为150kg的杠铃举高l.8m。问：（g=10N/kg）
(1)杠铃在空中静止时(如图)对该运动员的压力是多大
(2)本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做了多少焦耳的功 功率为多少
参考答案：1.A。2.B。3.1000，1.2×104，200。4.（1）2000。（2）约3360焦。（3）168瓦。5.（1）1500N。(2)2700J，900W。
五、教学反思
理解做功的两个必要因素是理解功的概念的关键，区分题意是哪个力在什么时段所做的功。也就是注意力、距离、时间的同一性。
第二课时
一、基础练习
1．能绕固定点转动的 是杠杆。从支点到动力 的距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂；
2.杠杆的平衡条件是 。动力臂 阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂 阻力臂的杠杆是费力的杠杆。天平是 杠杆。
参考答案：1.硬棒，作用线。2.F1L1=F2L2，大于，小于，等臂。
二、要点归纳
为了撬起很大的石头，通常会像如图1所示那样：把长棒的一端插在大石头的底下，再在长棒的下面垫一个小石头，然后用力压长棒的另一端，使长棒绕着小石头转动，将大石头撬起。这个长棒就是我们本节要研究的杠杆。小孩玩的跷跷板、各类剪刀、起瓶盖起子等都是杠杆。根据经验知道：越在直棒的后端用力，用的力越小。要巧妙的使用杠杆，就要知道杠杆遵循什么样的规律，所以我们要深入理解杠杆的平衡条件F1Ll＝F2L2。
1.杠杆：
（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
（2）五要素——组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。
画力臂方法：⑴ 找支点O；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（实线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂。
2． 研究杠杆的平衡条件：
（1）杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
（2）实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
（3）结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
3.解题指导：
（1）分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
（2）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4.应用：
名称 结构特征 特 点 应用举例
省力杠杆 动力臂大于阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、钢丝钳、手推车
费力杠杆 动力臂小于阻力臂 费力、省距离 起重臂 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力不费力 天平，定滑轮
说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
三、例题分析
例题1：(北京)如图2所示的四种用具中，属于费力杠杆的是
参考答案：B。
例题2：（南充）不等臂直杠杆在动力和阻力作用下，已处于平衡状态，采用下列办法能使杠杆平衡的是( )
A、在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点。
B、在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C、使动力和阻力同时减小到原来的1/2
D、使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍
参考答案：B。
例题3：(广州) 用杆秤（如图3）称量鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态．AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg，鱼的质量是 kg。
参考答案：1.5。
例题4：（锦州）请在图4中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2。
参考答案：
如图5所示
例题5（天津）杠杆的平衡条件是 。如图6所示杠杆处平衡状态，则L1= L2如(每个钩码的重力相等)。
参考答案：F1L1=F2L2，2。
四、达标练习
1．（海珠）如图7所示，下列器件中属于省力杠杆的是（ ）
2．（海淀）如图8所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为_______N。
3．（江西）生活和生产中有许多不同类型的杠杆，如图9所示的托盘天平属于 杠杆，缝纫机踏脚板属于 杠杆，
铡刀属于 杠杆。（选填“等臂”“费力”“省力”）
4．（北京）如图10所示，O点为杠杆的支点，请画出力F的力臂，并用字母L表示。
5．（大连）图11是用杠杆提起重物的示意图。请画出拉力F1（方向竖直向上）的力臂，并画出挂重物的绳对杠杆的拉力F2的示意图。
6、（泉州）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在__________位置平衡。（图中杠杆上每格距离相等）。
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是：_____________________________________。
（3）如图12所示，杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆____________保持平衡（选填“能”或“不能”）
7．（湘潭）园艺师使用图13所示的剪刀修剪树枝时，为了更省力，应尽量
A．让树枝远离刀轴O，手握在刀柄的中间
B．让树枝远离刀轴O，手握在刀柄的末端
C．让树枝靠近刀轴O，手握在刀柄的末端
D．让树枝靠近刀轴O，手握在刀柄的中间
参考答案：1.B。2. 240。3.等臂，费力，省力。4.解答如图14所示。5.解答如图15所示。6.（1）水平。（2）多次测量，寻找规律。（3）不能。7.C。
五、教学后记
作力臂是本节内容的难点，也是解决杠杆平衡问题的关键。
第三课时
一、基础练习
1．定滑轮实质是个 杠杆。使用定滑轮不省力，但是能改变 。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂 倍的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省 力。
2．使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提重物所用的力就是物重的 。 若一动滑轮和所挂的重物的总重是500牛，则所用的拉力F大小是 牛。
参考答案：1. 等臂，力的的方向，2，一半。2.几分之一 ，250。
二、要点归纳
（一）滑轮：
1.定滑轮：
（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。
（2）实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
（3）特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
（4）对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离S1(或速度v1) = 重物移动
的距离S2(或速度v2)
2.动滑轮：
（1）定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，
也可左右移动）
（2）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
（3）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
（4）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G
只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动)
绳子自由端移动距离S1(或v1)=2倍的重物移动的距离S2(或v2)
3.滑轮组
（1）定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
（3）理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/nG 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n(G物+G动) 绳子自由端移动距离S1(或v1)=n倍的重物移动的距离S2(或v2)
（4）组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
（5）滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。
注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数，再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。
动滑轮个数：（n为偶数时）
（n为奇数时）
三、例题分析
例题1： （北京）请在图1中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
参考答案：最省力的绕法如图2所示。
例题2 （桂林）一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图3所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ，乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ，其中比较省力的是 图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。
参考答案：800N，400N。
例题3 （湖南）如图4所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是(动滑轮重和摩擦忽略不计)（ ）
参考答案：C。
四、达标练习
1．（盐城）在如图5所示的滑轮组上绕线，使匀速提升重物G时最省力。
2．(湖南)如图6所示的两种工具有相同的特点，从物理的角度来说，它们都是 。在图甲和图乙中，若两滑轮质量相同，不计绳重和摩擦，用它们分别将两个重力相同的物体匀速提升相同高度，则所用的拉力F甲 F乙。
3．（06攀枝花）工厂为了搬运一个笨重的机器进人车间，某工人设计了下图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的根截面），其中最省力的方案是( )
4.(2008邵阳)我市山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆沿着盘山公路向上行驶时可以
A．省力 B．省功
C．省时间 D．省距离
参考答案：1.绕法如图8所示。2.滑轮，大于。3.B。4.A。
五、教学反思
滑轮组的绳子绕法是本节内容的难点。
第四课时
一、基础练习
1．有用功：机械对物体所做的功。公式：W有用＝ （提升重物）
2．额外功：机械克服自身重力和 所做的功。公式：W额= W总－W有用
3．总功：有用功加额外功或 所做的功。公式：W总=W有用＋W额=Fs
4．机械效率：定义：有用功跟 的比值。公式：η=×100%
参考答案：1. Gh。2. 摩擦。3.动力。4. 总功。
二、要点归纳
1、机械效率：
（1）有用功：机械对物体所做的功。
提升重物公式：W有用＝Gh=W总－W额=ηW总
斜面：W有用= Gh
（2）额外功：机械克服自身重力和摩擦所做的功。
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额= 摩擦 L
（3）总功：有用功加额外功或动力所做的功。
公式：W总=W有用＋W额=Fs= W有用／η
斜面：W总= 摩擦L+Gh=FL
（4）机械效率：有用功跟总功的比值。
① 公式：
② 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
③提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：
为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。
（5）滑轮组机械效率的测量：
测量物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
某些机械设备的效率
喷气发动机 16%～24%
起重机 40%～50%
汽油机 22%～27%
柴油机 28%～30%
抽水机 60%～80%
结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重，做的有用功相对就多。
③ 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
④绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
2．机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内做的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
三、例题分析
例题1：（岳阳）图1是岳阳楼风景区建设工地用来吊运石碑的吊车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的石碑匀速吊起。若在1min内，石碑从地面被提升到6m高处，求：
（1）钢丝绳提升石碑时所做的有用功和有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）
解：（1）有用功W有=Gh=6000N×6m=3.6×104J。
有用功率P 有=W有/t=3.6×104J/60s=600W。
(2)因为绳子段数n=4，所以拉力移动距离s=4h=4×6m=24m，
总功W总=Fs=2000N×24m=4.8×104J。
机械效率η=×100%==3.6×104J÷（4.8×104J）=75%。
（3）动滑轮个数一定时，增加提升物体的重力可提高滑轮组的机械效率；提升重物一定时，减小动滑轮个数（即动滑轮重力），可提高滑轮组的机械效率。
例题3：（南昌）瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图2所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N．求：
(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少
(3)该滑轮组的机械效率是多少
(4)随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找 出这些机械设备效率的共同特点。
解：（1）绕法如图3所示。
（2）有用功W 有 =Gh
=765N×10m=7.65×103J。
(3) )因为绳子段数n=2，所以拉力移动距离s=2h=2×10m=20m，
总功W总=Fs=450N×20m=9×103J。
机械效率η=×100%==7.65×103J÷（9×103J）=85%。
(4)机械效率是评判机械性能标志之一，机械效率都小于1。
四、达标练习
1.（长沙）小明用如图4所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为；若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体。此时滑轮组的机械效率为，则W、、分别是(不计绳重和摩擦)
A．240J，80％，85％ B．300J，80％，85％
C．300J，80％，80％ D．240J，75％，80％
2．（荷泽）下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A． 功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
B． 效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高
3.(广州)用如图5的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500N，用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m，此过程有用功为 J，总功为 J，滑轮组的机械效率为 。
4.（攀枝花）如图6所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 103N，电动机的额定电流为 4A，电阻为2Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N， l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？
5.（上海）某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码，如图7(a)所示，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码，如图7(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图是的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论。（1）比较图7(a)与(b)[或(a)与(c)，或(a)与(d)]两图可得：_________________________；
（2）比较图7(b)与(c)与(d)三图可得__________________________________________________________________。
6.(兰州)利用如图8所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为 ( )
A．40％ B．50％
C．80％ D．100％
参考答案：
1.B．2.B．3. 500J，700J，71.4%。4.（1）有用功 6×103J，总功9×103J，机械效率66.7%。（2）机械功率150W，发热功率32W，总功率182W。5.（1）使用动滑轮省力。（2）利用的重物相同时，动滑轮的重力越小，所以拉力越小。6.A。
五、教学后记
机械效率的计算关键是计算有功功和总功。在具体的问题中，有用功、额外功的确定是难点。
功（W）
变量控制法
定时间，比做功。在时间相同时，做功多的功率大。
定做功，比时间。在做相同功时，用时短的功率大。
=
t
W
P
机械效率
机械效率：有用功和总功的比值。评判机械性能标志之一；读写用百分数。有用功W有=Gh；
总功W总=F动s动；总功W总 =W额外+W有用
公式：η=×100%
提高效率：（控制变量）有用功一定时减小额外功；额外功一定时增大有用功。如滑轮组减小动滑轮重或增大提升物体重力提高效率。
功
率
功率——描述做功快慢。功率大做功快。
功率（P）：单位时间里完成的功。
公式：P= 功率(W)=
单位：功率P：瓦（W）； 功W：焦（J）；
时间t：秒（s）。1瓦=1焦/秒，1W=1J/s。
功的原理
功的原理：使用任何机械都不能省功。
轮轴（连续转动杠杆）：FR=Gr。动力F作用在轮（半径R）上省力。F=（r是轴半径）
斜面：不计斜面摩擦，沿斜面的推力F=（斜面长L，高h）。斜面是一种省力机械。
螺旋——特殊的斜面。
滑
轮
定滑轮：等臂杠杆，不省力F=G，不省距离s= h；改变力的方向，方便。
动滑轮：动力臂=2阻力臂，省一半力F=G；不能改变力的方向，费距离s=2 h。
滑轮组：省力F=G= (G动+G物)，
费距离s=n h（n为绳子段数，s为拉力移动距离；h为重物上升高度。
杠
杆
杠杆：在力的作用下能绕支撑点转动的坚实物体。
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
力臂：从支点到力的作用线的距离。
平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式：F 1L1= F 2L2。力臂的单位一致。
三种杠杆：动力臂＞阻力臂，省力；
动力臂＜阻力臂，费力；
动力臂＝阻力臂，天平。
功与机械
1．功的两必要因素：（1）物体受力；
（2）沿受力方向移动一定的距离。
2．功（W）等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。功＝力×距离。
公式：W=Fs
单位：焦（J）。1焦=1牛·米， 1J=1N·m
功
液压杆
机械臂A
挖掘铲
履带
液压杆
1、庞然大物人造就
2、细微之处显身手
3、力大无穷山可动
4、浩瀚苍穹任遨游
5、智珠在握夺天工
科学的进步，机械的创新，
形成先进的生产力，改变整个世界。
改变世界的机械
F1
F2
图1
原理：=
器材:弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、
滑轮组、长越2m的细绳。
重力G、拉力F——弹簧测力计。
高度h、距离s——刻度尺。
关键：匀速上拉。
结论：
（1）不同滑轮组，提升同一重物时，
动滑轮重，效率低。
（2）同一滑轮组，提升重物大，效率高。
（3）滑轮组效率“五要素六关系）
提升物重力G；上升高度h；绳子段数n；
拉力F；绳子移动距离 s。
有用功W有用=Gh；总功W额=Fs；W总=W有+W额；
机械效率；s=nh；
测量滑轮组机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值。
公式：
提高机械效率途径：
（1）有用功一定时，减小额外功。
（减小摩擦，动滑轮重力）
（2）额外功一定时，增大有用功。
（增大提升物重力）
滑轮组效率“五要素六关系）
提升物重力G；上升高度h；绳子段数n；
拉力F；绳子移动距离 s。
有用功W有用=Gh；总功W额=Fs；W总=W有+W额；
机械效率；s=nh；
机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值。
公式：
说明：（1）η<1，无单位，读写用百分数。
（2）评判机械性能的标志之一，
效率高，性能好。
有用功W有用：实际需要做的功。
提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。
提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，
或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
机械效率
功的原理
功的原理：使用任何机械都不能省功。
不计摩擦和动滑轮的重力时，W用机= W用手
理想模型法——复杂变简单。
实际W用机≥ W用手
轮轴
轮轴：两个半径不等的圆柱固定在
同一轴线上。
实质：变形杠杆。F·R=G·r。
应用：使用轮轴可以省力。
两个功能：(1)改变力的大小
(2)改变物体的运动速度。
实现直线运动和圆周运动相互转化。
斜
面
斜面：与水平面成一定夹角的倾斜平面。
原理：F=
应用：使用斜面可以省力。
特殊斜面——螺旋。
实现螺旋运动和轴线运动相互转化。
功的原理及应用
G
L
h
F
滑
轮
组
把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
特点：既省力又能改变力的方向。
不省功（F=G总，s=nh）。
n：直接作用在动滑轮上绳子段数；
s：拉力移动距离；h：重物上升高度。
动
滑
轮
定滑轮：滑轮的位置跟物体一起运动。
实质：动力臂=2倍阻力臂的杠杆。
特点：省一半力，不改变力的方向。
不省功（F=G总，s=2h）。
定
滑
轮
定滑轮：滑轮的位置固定不变。
实质：等臂杠杆。
特点：不省力，改变力的方向。
不省功（F=G，S=h）。
滑轮
图11-3-7 把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组 既能省力又能改变力的方向。
图11-3-6实验探究 用动滑轮做功
图11-3-5能省一半力的动滑轮。
图11-3-3不能省力的定滑轮，改变力的方向。
图11-3-4不能省力的
定滑轮，改变力的方
向。
杠杆平衡：杠杆处于平衡状态。（静止或匀速）
要点：杠杆平衡在水平位置，从杠杆上读力臂。
杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1= F2L2
三种杠杆：
省力 动力臂＞阻力臂 省力，费距离
费力 动力臂＜阻力臂 费力，省距离
等臂 动力臂＝阻力臂 方便
杠杆
平衡条件
一找：确定支点；
二画：沿力的方向画直线；
三引：过支点向力的作用线引垂线；
四标：用大括号标出力臂。
（直角边放在力的作用线上，另一直角边
靠近支点，沿支点画垂线。）
作
力
臂
支点O：转动的支撑点。
动力F1：使杠杆转动的力。
阻力F2：阻碍杠杆转动的力。
动力臂L1：支点到动力的作用线的距离。
阻力臂L2：支点到阻力的作用线的距离。
力的作用线：通过力的作用点沿力的方向的直线。
力对杠杆的作用效果由力的大小和力臂决定。
五
要
素
机械：工作时更省力或更方便的机械。
杠杆：在力的作用下能绕支撑点转的的坚实物体。
公式：功率 P= 功率(W)=
单位：瓦（W）。1瓦=1焦/秒 1W=1J/s
（W）
表示物体做功快慢的物理量
定义：单位时间内所做的功
概念
功率（P）
力
沿力的方向上移动的距离
做功的两个必备条件
公式：功W=Fs 单位：1焦=1牛 米。 1J=1N m。
杠杆
B
A
阻臂力L2
动力臂L1
支点O
阻力F2
动力F1
功率——描述做功快慢。
控制变量：定时间，比功；定功，比时间。
功率：单位时间里完成的功。
公式：P=
单位：瓦特（W）。1瓦=1焦/秒，1W=1J/s。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J） t----时间——秒（s）
P——功率——瓦特（W）
功率是机器性能之一，根据需要与可能选择
功率合适的机器。
功率
功两个必要因素：物体受力且沿力的方向移动的距离。
没有做功几种情况：
（1）有力作用，没有沿力的方向移动距离。
推而未动。
（2）有重力作用，移动的距离与重力的方向垂直。
足球在水平面靠惯性滚动。
（3）无力作用——冰块靠惯性在光滑的水平面匀速滑行。
功的计算：功等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。
公式：W=Fs
单位：焦耳（J）。1焦=1牛·米，1J=1N·m。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J） F----力——牛顿（N）
S——距离——米（m）
功
F
s
F
G
功和功率
机械效率（η）
有用功（W有）：机械对物体所做的功。
额外功（W额）：机械克服自身重力和摩擦所做的功
总功（W总）：动力对机械所做的功。W总=W有+W额
机械效率η=×100%
O
F1
l1
l2
F2
l1
l2
F2
F1
F1
l1
F2
l2
动滑轮：机械效率
Gh
FS
=
Gh
F2h
=
G
2F
=
η
W有用
W总
=
×100%
η
W有用
W总
=
×100%
Gh
FS
=
Gh
Fnh
=
G
nF
=
滑轮组：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
定滑轮：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
Gh
Fh
=
G
F
=
Gh
FS
=
Gh
FL
=
斜面：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
机械效率
η
W有用
W总
=
Gh
FS
=
实验原理：机械效率
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课题 第十一章 功与机械
11.1 功（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道机械功的两个因素，知道机械功的概念、公式及单位。
（2 ）知道机械功率的概念、定义式及单位。
2.过程与方法
（1）能计算机械功和功率。
（2）能从功率的教学，使学生理解类比的物理方法。
3.情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点：
对功、功率概念的理解。
教学难点：
判断力是否对物体做功，以及功与功率的计算。
仪器材料： 小铁球、长木板、砝码、线等
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们已学过力的知识，提问：力的三要素是指哪些？重力的方向是怎样的？力作用在物体上会产生什么效果 ？
大小、方向、作用点；竖直向下；会改变物体形状或改变物体的运动状态。
在图11-1-1三种情况中你，物体在力的作用下，物体的运动状态发生了改变。
这些力对物体是否做了功？。
又如在图11-1-2中，有力的作用，这些力是否做了功？
二、新课讲授，师生互动
1、力做功
物理学中规定：如果物体受力且沿力的方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。
功的两个必要因素：
一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的作用下移动的距离。
搬而未起——劳而无功，
踢出的球，因惯性运动——不劳无获。
2．判断物体是否做功
举多个例子，要求学生判断是否做功。
⑴ 火箭升空，燃烧的气体对火箭有没有做功？？
学生答：做了，因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力，火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。
⑵ 同学们将自行车推进校门，对车有没有做功？
学生答：做了，因为人对车有一个向前的推力，车在这个推力作用下前进了一段距离。
⑶ 一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体有没有做功？
⑷ 推讲台没推动。
⑸ 手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力有没有对桶做功？
⑹ 在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，没受力。
学生答：不做功。
要求学生举例，可将学生举的例子写在黑板上。
进行分析。
教师注意三种不做功的情况：
(1)物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零。
(2)物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离与力的方向垂直。
教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。
(3）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段路程，也就是没有力做功。
教师要注意同学们的回答中所出现的问题，并弥补关于惯性的知识。
教师小结：从以上例子，我们进一步认识了力学中功的含义，即一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，我们就说这个力做了功。
3、功的计算
物理学规定：功等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。
功=力×力的方向移动的距离
公式： W=Fs
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J）
F----力——牛顿（N）
S——距离——米（m）
1焦耳=1牛·米
1J=1N·m
4、 例题：（P79书上例题）用20N的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m，试求推力和重力对物体做了多少功？
由一名学生板演，其他学生自己演算。要求解题规范化。
解：推力20N，物体在推力的方向移动距离0.5m，则推力
做功
W=Fs=20N×0.5m=10J
重力沿竖直方向，而物体在竖直方向上没有发生移动。
所以重力做功为零。
追问：此题中物体受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做功？重力做了功没有？为什么？
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、做功的两个必要因素：一是 ；二是 。
2、功的计算公式是： ，在国际单位制中，功的单位是 ，符号是 。
3、（2009岳阳）下列情景中，小明做了功的是（ ）
A、用力推汽车，汽车不动； B、在光滑的水平冰面上匀速滑行
C、从一楼走到二楼 C、提着一篮苹果站着不动
4、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了150m， 在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（ ）
A、1500J B、500J
C、150J D、0J
5、跳绳是体育考试的项目，小明同学每跳一次，克服重力做的功最接近( )
A、3J B、30J C、300J D、600J
6、小红同学将重为100N的箱子从地面匀速搬到10m的高楼上，做了多少功？
参考答案：
1、作用在物体上的力；物体沿力的方向移动的距离。2、W=Fs，焦耳，J。
3、C．4、D．5、B．6、克服重力做功W=Fs=Gh=100N×10m=1000J 。
五、布置作业：
P80T1、T2、T3 。
教学反思：不做功三种情况：（1）无力作用。物体靠惯性移动距离。
（2）有力作用，没有移动距离。推而未动。——劳而无功
（3）有力作用，也移动了距离，但距离与力的方向垂直。提着水桶在水平面走动。
课题 11.1 功（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道机械功的两个因素，知道机械功的概念、公式及单位。
（2 ）知道机械功率的概念、定义式及单位。
2.过程与方法
（1）能计算机械功和功率。
（2）能从功率的教学，使学生理解类比的物理方法。
3.情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点：
对功、功率概念的理解。
教学难点：
判断力是否对物体做功，以及功与功率的计算。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
物体做功有两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是沿力的方向移动的距离。在某建筑工地上，一个建筑工人一小时能将12000N的砖从一楼运到6m的三楼，一台提升机5min能将12000N的砖运到6m 的三楼。他们做的功分别是多少？哪个做的功多？哪个做功快？
二、新课讲授，师生互动
1、功率——描述做功的快慢。
功率：单位时间里完成的功。
公式：P=
单位：瓦，简称瓦（W）。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J）
t----时间——秒（s）
P——功率——瓦特（W）
1瓦特=1焦/秒
1W=1J/s
2、例题：计算导入课题建筑工人和提升机的功率？
解：（1）建筑工人做的功W1=F1s1=G1h1=12000N×6m=72000J,
时间t1=1h=3600s,
做功功率P1=。
（2）提升机做的功W2=F2s2=G2h2=12000N×6m=72000J,
时间t2=5min=300s,
做功功率P2=。
3、功率是机械的主要技术性能之一。根据实际需要和可能选择功率合适的机器。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、要比较物体做功快慢，必须考虑的因素是 和 。
2、功率表示物体做功 的物理量，把物体 叫功率。
3、功率公式为 ，其中P表示 ，单位是 ；
W表示 ，单位是 ；t表示 ，单位是 。
4、下面给出的单位，不是功率的单位是（ ）
A、N·m/s B、W·s
C、J/s D、kW
5、小华同学在体育测试的跳绳的功率是80W，表示该同学（ ）
A、每秒做功80J/s B、能做功80J
C、1秒的功率是80J/s D、1s里做功80J
6、下列关于功率的说法正确的是（ ）
A、物体做功越多，功率越大 B、物体做功时间越短，功率越大
C、物体做功越快，功率越大 D、物体做功时间越长，功率越大
7、举重运动员在3s内把1000N的杠铃举高了1.8m，他对杠铃做了 J的功，他的功率是 W。
参考答案：
1、功，时间。2、做功快慢，单位时间里完成的功。3、P=，功率，瓦；功，焦，时间，秒。4、B。5、D。6、C。7、 1800，600。
五、作业P80T4.小明和小聪每人将质量为20 kg的一捆书从一楼搬到三楼,小明用了60s，小聪用了40s，求小明和小聪对书做功的功率？（设每层楼高3m,g=10N/kg）。
实践活动
课外小实验：测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求：
1 ．测出：
（ 1 ）体重 G ；
（ 2 ）楼层高 h ；
（ 3 ）上楼所用的时间，按正常速度走上去所需时间 t 1 ，快速跑上去所需时间 t 2 。
2 ．计算：
（ 1 ）上楼所做的功；
（ 2 ）两次登楼过程的功率。
教学反思：
本节内容属于课程标准中科学内容的第三主题“能量”，是该主题下的二级主题。课程标准要求：知道机械功和功率的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
功和能是物理学中基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效地方法。讨论力学问题，一是从物体静止或匀速直线运动状态下的二力平衡关系入手；二是从杠杆类简单机械的平衡条件入手；三是从压强求压力，从胡克定律求弹力，以及阿基米德定律求浮力入手。
课题 11.2 杠杆（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识杠杆。
（2）知道杠杆的一些应用。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的平衡条件。
（2）通过探究，了解杠杆的平衡条件。
3.情感态度与价值观
通过了解杠杆的应用，进一步认识物理的应用价值，提高学习物理的兴趣。
教学重点：
了解杠杆的五要素；实验探究杠杆的平衡条件及其探究方法的设计。
教学难点：
会画出杠杆的力臂。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
通过浮力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项：浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
置疑：阿基米德说这句话的根据是什么？你认为这可能吗？
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。
二、新课讲授，师生互动
（一）杠杆
1.认识杠杆
要求学生观察书上图11－2－3：生活中的常见的杠杆。
要求学生举出其他生活中的杠杆。
进行讨论，找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。
要求学生分析其余杠杆的固定点。
得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一支撑点转动的坚实物体，叫杠杆。
“坚实物体”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样，可是方的、圆的等。
要求学生再举其他例子。
例如：用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。
订书机可以很方便地把纸装订在一起。
2．与杠杆有关的概念
首先认识杠杆的几个概念
支点 ( O ) ：杠杆绕着转动的固定点。
动力 ( F1 ) ：使杠杆转动的力。
阻力 ( F2 ) ：阻碍杠杆转动的力。
动力臂 ( Ｌ1 ) ：支点到动力作用线的距离。
阻力臂 ( Ｌ2 ) ：支点到阻力作用线的距离
力臂是支点到力的作用线的距离，作力臂的步骤：（ 1 ）找准支点；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用线；（ 3 ）从支点向力的作用线画垂线；（ 4 ）标出力臂。
教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。
画出杠杆撬球中的各种物理量。支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中 O 点是不动的，所以 O 点就是支点。
力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从 A 点起沿 F1 方向的直线。从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1 ，从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂Ｌ2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。
必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。
3、例题： 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。
如：镊子、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、在力的作用下，能绕某一支撑点 的坚实物体，叫杠杆。
2、杠杆的五要素是 、 、 、 、 。
3、通过力的 沿力的作用方向的 叫力的作用线。
4、从 到力的 的距离叫做力臂。
5、如图所示，用手杆钓鱼的示意图，下列说法正确的是（ ）
A、B为杠杆的指点； B、AB为动力臂；
C、BE为动力臂。 D、AD为阻力臂。
参考答案：
1、转动。2、支点，动力、动力臂，阻力，阻力臂。3、作用点，直线。4、支点，作用线。5、D。
五、作业
P84作出图11-2-9三种类型杠杆的力臂
实践活动
注意观察生活中有哪些杠杆，试着分析它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
教学反思：
力臂是本节课的难点，点到直线的距离，虽然数学中已学过，但遇到问题仍把支点到力的作用点的距离作为力臂，或过支点作平行线，再过力的作用点画垂线，应多次以实例给予纠正。
11.2 杠杆（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识杠杆。
（2）知道杠杆的一些应用。。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的平衡条件。
（2）通过探究，了解杠杆的平衡条件。
3.情感态度与价值观
通过了解杠杆的应用，进一步认识物理的应用价值，提高学习物理的兴趣。
教学重点：
了解杠杆的五要素；实验探究杠杆的平衡条件及其探究方法的设计。
教学难点：
应用杠杆平衡条件解决实际问题。
分组实验器材: 铁架台、杠杆、钩码等
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们已经学习了杠杆概念及杠杆的力臂的作法。对于不同的杠杆的力臂不同。古希腊阿基米德“给我一个支点，我可以撬动地球”的依据是什么？
二、新课讲授，师生互动
力臂是由力的作用点的位置和力的作用方向两个因素共同决定的，它可以代替力的作用点的位置和力的方向两个因素。因此讨论力对杠杆的作用效果时只要考虑力的大小和它的力臂就可以了。
（一）、杠杆平衡条件
1、杠杆平衡：杠杆处静止或匀速转动状态。
2、点拨：
①杠杆两端的螺母的作用：在未挂钩码前，调节杠杆平衡在水平位置。
②杠杆平衡在水平位置：使力臂与杠杆的部分重合，从杠杆上直接读取力臂。
3、实验探究：
步骤如下：
(1) 将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ；若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。
此处可提问：为什么要使杠杆在水平位置平衡？若学生回答不出，可要求课后思考。
(2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。
(3) 重复多做几次平衡实验，得到不同数据。
(4) 将数据记录下来，分析得出结论。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 动力×动力臂F1L1/N·m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 阻力×阻力臂F2L2/N·m
1
2
3
4
开始实验，完成探究任务。
老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。
完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。
将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。
教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。
可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。
4、分析论证：杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写成：F1L1= F2L2
(二)杠杆的分类
种类 条件 特 点 应用
省力杠杆 动力臂＞阻力臂 省力，费距离 撬石头
费力杠杆 动力臂＜阻力臂 费力，省距离 筷子
等臂杠杆 动力臂＝阻力臂 不省力，方便 天平
交流与讨论：人体内的杠杆
关节相当于支点，肌肉收缩相当于动力。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、杠杆平衡条件是 。
2、托盘托盘相当于一个 杠杆（填“等臂”或“不等臂”），它是利用
条件测出物体质量的。
3、下图所示的工具中，属于省力的杠杆有 ，属于费力的杠杆有
（填序号）
4、下列所示的工具中属于费力的杠杆是（ ）
5、下图所示的指甲钳（ ）
A、由一个省力杠杆和一个费力杠杆组成
B、由两个省力杠杆和一个费力杠杆组成
C、由一个省力杠杆和两个费力杠杆组成
D、由两个省力杠杆和两个费力杠杆组成
6、P86“自我评价”T1——T4
参考答案：
1、动力×动力臂=阻力×阻力臂 或F1L1= F2L2
2、等臂，杠杆平衡。
3、ABC，DE。4、D。5、C。
6、“自我评价”参考答案：
1、普通剪刀是等臂杠杆，既不省力也不费力；铁匠剪刀是省力杠杆，但费距离；理发剪刀是费力杠杆，但省距离。
2、1.5N。
3、因为小孩对跷跷板的压力的力臂较大。大孩要把跷跷板压下去，需将身体后移。
4、重锤的拉力和蒸汽对出口的压力是一对施加于杠杆的力，二者力臂不等。当蒸汽压力较大时，出口被打开，排除蒸汽。
五、作业：
P86T1
教学反思：
应用杠杆平衡条件解决实际问题，对于实际物体，首先确定支点，再做出力臂，然后比较力臂的长短，最后依杠杆平衡条件得出结论。
课题 11.3 滑轮
教学目标:
1.知识与技能
（1）认识动滑轮和动滑轮。
（2）了解滑轮组。
（3）知道简单机械的一些应用。
2.过程与方法
（1）通过观察和实验，了解动滑轮和动滑轮的结构。
（2）通过探究，了解动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
3.情感态度与价值观
通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
教学重点：
实验探究动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
教学难点：
实验探究动滑轮和动滑轮的特点以及做功问题。
分组实验器材: 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具： 动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
1．杠杆有哪三种？各有什么特点？举例说明。
2．剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆？
教师出示实物并进行演示，并画出这两个杠杆的示意图。要求学生正确画出它们的力臂，讲清道理，说明结论。
剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。
杠杆有的可以省力，有的可以省距离，吊车是周边有槽的轮子是否可以省力呢？
二、新课讲授，师生互动
教师先举一个滑轮的实例，再要求学生举滑轮的例子，根据使用时滑轮的不同情况进行分类（即按定滑轮和动滑轮分类）。提问它们的特点是什么，由此给出定义：滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。
教师给出滑轮的分类。
滑轮有两种：定滑轮和动滑轮。使用时滑轮
的位置固定不变的叫做定滑轮，使用时滑轮的位置
跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。
再举些滑轮实例，可连接录像。
观察定滑轮。定滑轮工作时，它的轴固定不动。
举例：如旗杆顶部的装置为定滑轮。
(2) 提问：使用定滑轮有什么特点？
演示实验：
① 称量钩码的重力；
② 演示如图所示的实验，匀速拉动弹簧测力计，物体上升
，拉力的方向改变，但弹簧测力计的示数不变，特点是
G ＝ F 。使用定滑轮吊起物体时，可以改变力的作用方向，
达到操作方便的目的。
提问：使用定滑轮不能省力，那么能否省距离？能否省功？
按照下图进行演示。
使学生清楚地看到：“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度
h 相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离。” 由此得出使
用定滑轮不能省功。
观察实验，得出结论：
1 动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等，
使用定滑轮不能省力，也不能省距离。
② 由 W ＝ Fｓ得出 W 与提升物体所需的功Ｇh相等，
使用定滑轮不能省功。
2 、动滑轮
(1) 教师边讲边演示动滑轮提升重物。
要求学生讨论分析，此时提起重物使用的滑轮与
刚才演示实验使 用的定滑轮有何不同点？
教师在学生讨论后小结：动滑轮工作时，轴和重物一起
移动。另外用力方向也不同，用定滑轮时拉力方向是向下的，
使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。
（2） 提问：使用动滑轮有什么好处？动滑轮中绳的拉力
和做功情况怎样？
(3) 组织学生实验，按课本实验探究，参照下图
进行实验。
由于研究定滑轮时教师已演示过实验，学生
可以自己设计出实验步骤。
说明：重物用 2 个钩码表示，有
利于分析数据。
用弹簧秤测出钩码重。读取弹簧秤的示数时，跨
过动滑轮的两条绳要竖直、平行。
实验：两人一组，自行设计实验步骤及表格记录数据。按左图所示进行实验
观测弹簧测力计的示数F１ 和 F２ 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度ｓ。
学生实验完毕后，教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中，分析学生数据。
(4) 总结：
使用动滑轮提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。
两根绳子吊着重物和滑轮，这两根绳子的力之和约等于钩码的重力，符合平衡力的原理。
动力作用点移动的距离ｓ是物体上升高度 h 的 2 倍。 使用动滑轮不能省功。
说明：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。
3、滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组，
既能省力又能改变力的方向。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、轴固定不动的滑轮称为定滑轮，特点是能够 ，不能 ，
轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮，特点是可以 ，不能 且费距离。
2、把定滑轮和动滑轮组合成 ，既能 又能 。使用滑轮组提升重物时，重物和滑轮总重由n段绳子承担，提起重物时所用的力就是总重的 。
3、使用定滑轮、动滑轮都 （填“能”或“不能”）省功。
4、如图所示，关于弹簧测力计的示数分别为F1，F2，F3，下列说法正确的是（ ）
A、F1较大 A、F2较大
C、F3较大 D、一样大
5、下列滑轮组中，直接作用在动滑轮的绳子段数等于
2的是 ；
等于3的是 ；
等于4的是 。（选填序号）
参考答案：
1、改变力的方向，省力。
2、省一半力，改变力的方向。
3、不能。
4、D．
5、（3），（1）（4），
（2）（5）。
五、作业
P90T3
实践活动 P90我的设计：设计一个升降装置。
教学反思：本章内容属于课程标准的科学内容中第三个主题“能量”，是该主题下的二级主题。课程标准要求：
了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。
本章内容所介绍的简单机械有两大类，一类是杠杆类简单机械，它包括：杠杆、轮轴、滑轮；另一类是斜面类简单机械，它包括：斜面、螺旋。功和能是物理学中的基本概念，它为解决力学问题提供了另一种有效的方法。
课题 11.4 功的原理及应用
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道轮轴和斜面也能省力。
（2）了解功的原理，知道使用任何机械都不能省功。
2.过程与方法
（1）通过本节的学习，使学生学到科学思维方法----理想模型法。
3.情感态度与价值观
通过本节的学习，使学生认识到我们祖先的伟大，增强民族自豪感。
教学重点：
功的原理。
教学难点：
轮轴和斜面做功的探究过程。
实验器材: 轴轮、绳子、钩码、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
使用动滑轮能省力，但不能省功。使用滑轮组可以省力，还能改变力的方向，还有其他的机械能够省力，它们能否省功呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）功的原理：使用任何机械都不能省功。
不计摩擦和动滑轮的重力时，W用机= W用手
——理想模型法。——复杂变简单
实际中，W用机≥ W用手
（二）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的叫轮，小的叫轴。
（1）由杠杆平衡条件：F·OA=G·OB。
即：F·R=G·r。
当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴可以省力。
（2）观察：轮轴做功的特点。
从做功的角度探究轮轴的特点。分别在轮上和轴上缠上细线，使轮转动一周。轮和轴的半径分别为R和r。计算动力F做的功和提升砝码所做的功，比较它们的大小，将结果填入下表。
次数 拉力F/N 移动距离2πR/m F·2πR/J 砝码重力G/N 上升高度2πr/m G·2πr/J
1
2
3
比较G·2πr和 F·2πR，可以得到什么结论？
拉动轮做的功等于绕在轴上的绳拉动重物所做的功。
F·R=G·r
也就是说，使用轮轴不能省功，只能改变做功的方式。
轮轴两个主要功能：一是改变力的大小，二是改变物体的运动速度。
轮子将直线运动和圆周运动互相联系起来，实现二者相互转化。
（三）斜面：与水平面成一定夹角的倾斜平面。
理性探究：斜面的特点
根据功的原理，使用任何机械都不能省功。如果不计物体与斜面的摩擦，用力沿斜面匀速拉上去做的功，等于直接将物体举高做的功。即
FL=Gh，所以F=
斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。
斜面是一种省力的机械。
（四）讨论与交流 螺旋——特殊的斜面。
螺旋的特点：将旋转运动与沿轴向的运动进行互相转化。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、功的原理内容是：使用任何机械都 。对 机械都适应，对机械的使用和研制具有重要的指导意义。
2、如图所示的两种剪刀，正常使用时，属于省力杠杆的是 （填“甲”或“乙”），根据功的原理，使用这种剪刀都不能省 。
3、下列机械中，能省功的机械是（ ）
A、扳手 B、天平
C、剪刀 D、以上三重机械都不省功
4、下列关于剪刀的说法正确的是（ ）
A、甲省力 B、乙省力
C、丙省距离 D、都不省功。
5、如图所示是自行车，从它的结构和使用来看，它应用了许多物理知识，下列关于它的说法中不正确的是（ ）
A、车把相当于一个轮轴
B、脚蹬和其转轴组成一个轮轴
C、刹车把手相当于费力杠杆
D、轮胎有花纹是为了增大摩擦。
参考答案;
1、不省功，任何。2、乙，功。3、D。4、D。5、C。
五、作业：P95T（4）。
教学反思：学会建立理想模型方法研究问题。化复杂为简单。
课题 11.5 机械效率（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们知道，使用任何机械都不省功，评判机械性能有什么为标准呢
二、新课讲授，师生互动
（一）有用功和额外功
观察：做功的不同办法
阅读图11-5-1，
有用功W有用：实际需要做的功。提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
对沙做的功——有用功,W有用=Gh=100N×6m=600J。
对人做的功——额外功, W额外=G人h。==400N×6m=2400J。
对桶做的功——额外功, W额外=G桶h。==20N×6m=120J。
对袋做的功——额外功, W额外=G袋h。==5N×6m=30J。
（二）机械效率：有用功跟总功的比值。
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。
强调：
（1）机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。
（2）η为一比值，没有单位。
（3）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，可见η < 1； 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% 。
（三）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。
解：（1）人拉绳子的拉力F=250N，绳子自由端移动距离s=2h =2×2m=4m,
总功W总=Fs=250N×4m=1000J。
（2）有用功W有=Gh=400N×2m=800J。
（3）额外功W额= W总- W有=1000J-800J=200J。
（4）机械效率=。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、利用机械做功时，动力所做的功叫 功，实际需要做的功叫 功，我们不需要，但有不得不做的功叫 功。
2、有用功和总功的 叫机械效率，
用公式 表示。
3、用重10N为动滑轮提升重为100N的沙子运到6m高三楼，可用为20N的小桶或重为5N的布袋装运，如图所示。
（1）用桶装运时，有用功是 J，额外功是 J，总功是 J。机械效率是 。
（2）用袋装运时，有用功是 J，额外功是 J，总功是 J。机械效率是 。
（3）当所做有用功相等时，额外功越小，机械效率越 。
参考答案：1、总，有用，额外。2、比值，
。3、（1）600,180,780,77%。（2）600,90,690,87%。（3）大。
五、作业P99T1
教学反思：
在引入总功时，可用这种方法。第三节，用实验的方法粗略得出计算动力的公式，没有考虑摩擦和机械本身重，是一种理想状况。如果用弹簧测力计来测量，那么测出的动力一定比计算出的理想状况的动力大，它包含了摩擦和机械本身重量的因素，这个动力做的功，就是总功，它包含有用功和额外功。
课题 11.5 机械效率（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们知道，使用任何机械都不省功，有用功跟总功的比值叫机械效率，机械效率是评判机械性能标准之一。效率高，性能好。怎样提高机械效率呢？
二、新课讲授，师生互动
（一） 例题：用如图所示的滑轮组提升200N的重物上升1m，甲所用的拉力是80N，乙所用拉力是65N，求甲乙所做有用功，总功，机械效率？
解：（1）甲所做有用功
W有=Gh=200N×1m=200J。
拉力移动的距离s=nh=3×1m=3m。
拉力所做总功W总=Fs=80N×3m =240J。
机械效率=。
（2）乙所做有用功（让同学上黑板完成）。
W有=Gh=200N×1m=200J。
拉力移动的距离s=nh=4×1m=4m。
拉力所做总功W总=Fs=65N×4m =260J。
机械效率=。
（二）交流与讨论：
1、甲滑轮组与乙滑轮组哪个省力？哪个机械效率高？是什么原因造成的？
由于甲作用在动滑轮的绳子的段数是3，乙作用在动滑轮的绳子的段数是４，
拉力，绳子段数越多，越省力。
当所做有用功一定时，动滑轮的个数越多，重力越大，做的额外功越大，机械效率反而低。
2、用甲装置，当提升重物为260N，所用拉力是多少？机械效率是多少？
解：因为，当F=80N，G物=200N时代入得，80N=，所以，G动=40N。所以，当G 物=260N时，拉力F==100N。
有用功W有=Gh=260N×1m=260J。
拉力移动的距离s=nh=3×1m=3m。拉力所做总功W总=Fs=100N×3m =300J。
机械效率=。
结论：同一滑轮组，增大提升物重力，可提高机械效率。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、提高机械效率的途径，一是有用功一定时， 额外功；二是额外功一定时， 有用功。
2、用滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，滑轮组做的有用功是 J，若此时滑轮组的机械效率为60%，则总功是多少 J，额外功是 J。
参考答案：1、减小，增大。2、7200,12000,4800。
五、作业P99T2
教学反思：
提高机械效率有重要的经济意义，可以减少能耗，节省人力和物力，降低生产成本，应对这个问题高度重视。提高机械效率的主要办法是：改进机械的结构，按规程保养，合力使用。
机械效率的概念可以很容易地扩充到一般的效率概念。可让学生讨论：除了用机械做功有效率外，干别的事情有没有效率问题？一家人吃饭，能不能把每粒米都吃到肚子里去？用铅笔芯写字，一支铅笔的铅笔芯都能完全利用吗？一节课45min，你是否都用在学习上？让学生思考这些问题，在更广阔的范围里对效率问题有个初步概念，有助于学生把物理学习与自己的生活联系起来，并初步培养他们干任何事情都要讲究效率的科学态度。
课题 11.5 机械效率（3）
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）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。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、钩码、刻度尺、细绳、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
有用功跟总功的比值叫机械效率。
有用功一定时，减小额外功可提高机械效率，额外功一定时，增大有用功可提高机械效率。怎样测量滑轮组的机械效率呢？
二、新课讲授，师生互动
1、 根据机械效率，
有用功W有用=Gh，总功W额=Fs，必须测量重力G，拉力F，重物上升距离h，拉力移动距离s。弹簧测力计测量力，刻度尺测量距离。
2、实验器材：“刻度尺，弹簧测力计，钩码，铁架台，一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，长约2mde 细绳。
3、进行实验与收集证据：测量滑轮组的机械效率
先后按图11-5-3（a）(b)所示两种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组吊线的安装方法）。设计实验步骤，进行实验，测出有用功和总功，算出机械效率，将结果填入下表。
实验记录表1
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 弹簧测力计示数F/N 绳子自由端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率
实验记录表2
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 弹簧测力计示数F/N 绳子自由端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率
4、分析讨论：（a）(b)两个装置，挂的钩码相同时，机械效率有什么不同？同一装置挂不同钩码时，它的机械效率有什么变化？出现机械效率高低不同的原因是什么？
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、（2010·河北省）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图1所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（ ）
A．F1 > F2，η1 = η2 B．F1 > F2，η1 > η2
C．F1 < F2，η1 = η2 D．F1 < F2，η1 > η2
21世纪教育
2、（2010黑龙江鸡西）用如图所示的装置，匀速向上提起重2N的物体，所用的拉力为1.5N，动滑轮的机械效率为 。如果要提高动滑轮的机械效率，你的做法是 （答出一条即可）。
3、（2010年山东济宁，第Ⅱ卷7题）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与 有关。21世纪教育网 ( http: / / www.21cnjy.com / )
次数物理量 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3
机械效率η 74% 57% 83%
参考答案：1、A。2、66.7% ； 减小动滑轮的质量（或增加物重）。
3、动滑轮的个数（或动滑轮的总重）， 提升的物重。
五、作业 下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.1 5.0 1
2 较陡 10 0.3 6.7 1 45％
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60％
⑴小明探究的是斜面的机械效率跟 的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为 ，物块和斜面的内能增加了约 J。21世纪教育网 ( http: / / www.21cnjy.com / )
⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持 不变。
参考答案：⑴斜面的倾斜程度 20％ 4 ⑵高 斜面的倾斜程度。
教学反思：
注重培养学生动手实践能力和善于分析问题的能力。
课题 11.6 改变世界的机械
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解机械使用的历史发展过程。
（2）认识机械的使用对社会的作用。
2.过程与方法
通过实验和观察，认识改变世界的机械。
3.情感态度与价值观
关心机械与人们生活的联系，有将机械应用于生活的意识
教学重点：
了解机械的使用的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
教学难点：
了解机械的使用的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
火和工具的应用，铺下了人类文明道路的第一块阶石。
物理学的发展导致了蒸汽机、内燃机和电力机械的发明，吹响了两次伟大的工业革命的号角，使人类进入机械化、电气化时代。回望200多年的现代史，是科学的进步，机械的创新，形成先进的生产力，改变整个世界。
二、新课讲授，师生互动
1、庞然大物人造就
随着钢铁工业和机器制造业地空前发展，人类正在制造出各种各样的钢铁机械。
图11-6-1 超级油轮 排水量300000t。
2、细微之处显身手
科学研究是推动精密机械和测量仪器发展的强大动力。
图11-6-4 纳米机器人 为人类传送药物，进行细胞修复等工作。
3、力大无穷山可动
图11-6-5 三峡截流实验——机器巨人把滚滚长江分成两段
4、浩瀚苍穹任遨游
“假舆马者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而绝江河。”
现代机械工业制造出来的车、船、飞机、空间飞行器扩大了人类活动范围——从陆地、海洋、天空直到太空。
2010年10月1日１８时５９分５７秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心二号塔架起飞。并获得了圆满成功。
5、智珠在握夺天工
信息时代，人们将智慧赋予了机械；大量自动化、智能化的机械进入我们生活，改变着我们的生活，创造着奇迹。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、物理学的发展导致了 、内燃机和电力机械的发明，吹响了两次伟大的工业革命的号角，使人类进入 、 时代。
2、随着钢铁工业和 制造业地空前发展，人类正在制造出各种各样的 机械。天上飞的、海上行的，还有大型生产流水线和大型 仪器等。
3、科学研究是推动精密 和 仪器发展的强大动力，各种各样的精密仪器，是科学家在天文、物理、化学、 科学等研究中，探测 世界秘密的有力武器。
4、当代人类的智慧和力量，相当程度上通过制造各种 机械得以表现。移山填海，拦河筑坝，到处在按照人的意愿改变着山山水水，创建 的文明。
5、 工业制造出来的车、船、飞机乃至空间飞行器极大地扩大了人类的 范围 ——从陆地、海洋、天空直到太空。
6、信息时代，人们将智慧赋予了 ；大量自动化、智能化的 进入我们的生活，改变着我们的生活，创造着越来越多的奇迹。
7、如图是挖掘机，下列说法错误的是（ ）
A、挖掘铲的前端做成齿状，是为了增大压强
B、挖掘机的两条履带，可以减小压强
C、机械臂A被液压杆撑起时，相当于省力杠杆
D、挖掘臂被液压杆撑起时，相当于费力杠杆
参考答案：
1、蒸汽机，机械化，电气化。2、机械，钢铁，科学。3、机械，测量，生命，物质。4、强大，现代化。5、现代机械，活动。6、机械，机械。7、C。
五、作业P100图11-6-1，排水量为300000t超级油轮受到的浮力。
教学反思：
需要准备反映机械与人类社会发展的视频和图片，教学效果更好。
课题：第十一章 功与机械 复习
一、单元复习目标
1、知识与技能目标：
（1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。
（2）知道描述做功快慢——功率，理解和计算功率.
（3）能从现实生活中感受杠杆，理解力臂，会画有关杠杆受力的力臂。
（4）会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。
（5）知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用，会组装滑轮组。
（6）能联系实际体会杠杆、滑轮、斜面、轮轴在现实中的广泛运用。
（5）知道功的原理和建立物理模型方法研究物理的方法。
（6）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。
2、过程与方法目标：
（1）培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
（2）学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
（3）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功率的概念。
（4）培养学生的观察能力。
3、情感、态度与价值观目标：
（1）培养学生严谨的科学态度。
（2）培养学生的科学世界观。
二、复习的重点和难点
重点：力臂的知识，杠杆的平衡条件及应用，滑轮及滑轮组省力情况，会画滑轮组的装配图，设计滑轮组。功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。
难点：正确画好力臂，确定滑轮组省力情况，设计滑轮组。做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。
三、知识梳理
（一） 知识图解
（二）歌诀记忆
物体做功二因素；力和力向的距离。力F距离s功W，W=Fs计算功。
功的单位是焦耳，1焦=1牛·米。 做功快慢是功率，单位时间做的功。
计算功率P=，时间t内做W功。 功率单位是瓦特，1焦/秒=1瓦特。
使用机械不省功。轮轴斜面可省力，省力机械费距离，费力机械省距离。
杠杆平衡有条件：F1 L1＝F2L2；三种杠杆理解记，动力臂长可省力；
动力臂短省距离，天平等臂也等力。定滑轮等臂等力，动滑轮省一半力；
滑轮组看绳段数，动滑轮定绳段数，一分为二奇为三，奇数系在动中间。
效率有用比总功，有用额外和总功。有用功小于总功，机械效率小于1。
减小额外增有用，变量控制增效率。单位变换： 1J=1N·m， 1W=1J/s。
四、教学课时：四课时
第一课时
一、基础练习
1．做功的两个必备条件：一是 ；二是物体在 通过的距离。
2.功的计算公式是 。功的单位是 ，1焦= 牛 米。
3.功率： 内所做的功，它是表示物体做功 的物理量。
4.公式的计算公式是 。功率的单位是 ，1瓦= 焦/秒 。
参考答案:1. 作用在物体上的力，力的方向上。2.W=Fs，焦，1。3.单位时间，快慢。4.P=W/t，瓦，1。
二、要点归纳
（一）功：
1.功的两个必备条件：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
即物体受力没有移动；是物体由于惯性沿原方向通过的距离。
巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。
3.物理学规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：W=Fs
4.功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。
5.应用功的公式注意：
(1)分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。
(2)公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。
(3) 功的单位“焦”（1牛·米 =1 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。
(二)功率：
1.定义：单位时间里完成的功
2.物理意义：表示做功快慢的物理量。
3.公式： = Fv
根据功率的导出式：P＝Fv可知功率一定时，要增大F，必须减小v，即汽车上坡时要换低速档。
4.单位：主单位 W 常用单位 kW 换算：1kW=103W
某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J
5.比较功率大小方法:
三、例题分析
例题1：(北京)如图1所示的四种情景中，人对物体做功的是 （ ）
参考答案：C。
例题2：(广州)下列关于力做功的说法，正确的是（ ）
A．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
参考答案：B。
例题3：（黄岗）如图是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞， 再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了 ，压把相当于 。王哲在5s内将瓶塞拔出，若瓶塞长5㎝，瓶塞受到的平均阻力为200N，则王哲克服瓶塞阻力做了 J功，其做功的功率为 W。
参考答案：增大压强，杠杆。10，2。
例题4（上海）木块在大小为2N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向前进1m，拉力功为________J，功率为_______w；若木块重5N，在此过程中重力对木块做功为________J。
参考答案：2，0.1，0。
例题5 （昆明）请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。（1）已提供的器材是秒表和皮尺，还需要的器材是_______________；（2）实验需要测量的物理量是__________、__________和__________。（3）请写出比较两位同学做功快慢的方法。
参考答案：（1）磅秤，（2）质量m，高度h，时间t。（3）定高度，测质量和时间。
四、达标练习
1.（无锡）下列过程中，人对物体做功的是 ( )
2．（攀枝花）以下几种情况中，力对物体做功的有( )
A．人用力提杠铃，没有提起来
B．沿着斜面把汽油桶推上车厢
C．用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变
D．物体在光滑水平面上匀速前进5米
3．图4是中国科学家在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图4所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为________瓦。
4.(韶关)如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，书包带与小明的肩部接触的总面积为300cm2。求：（g=10N/kg）
(1)书包带对小明肩部的压强。
(2)小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功。
(3)此过程小明用了20s，他做功的功率是多少。
5.（长沙）在2008年8月11日北京奥运会上，我国体育健儿陈艳青夺得冠军。用3s的时间将质量为150kg的杠铃举高l.8m。问：（g=10N/kg）
(1)杠铃在空中静止时(如图)对该运动员的压力是多大
(2)本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做了多少焦耳的功 功率为多少
参考答案：1.A。2.B。3.1000，1.2×104，200。4.（1）2000。（2）约3360焦。（3）168瓦。5.（1）1500N。(2)2700J，900W。
五、教学反思
理解做功的两个必要因素是理解功的概念的关键，区分题意是哪个力在什么时段所做的功。也就是注意力、距离、时间的同一性。
第二课时
一、基础练习
1．能绕固定点转动的 是杠杆。从支点到动力 的距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂；
2.杠杆的平衡条件是 。动力臂 阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂 阻力臂的杠杆是费力的杠杆。天平是 杠杆。
参考答案：1.硬棒，作用线。2.F1L1=F2L2，大于，小于，等臂。
二、要点归纳
为了撬起很大的石头，通常会像如图1所示那样：把长棒的一端插在大石头的底下，再在长棒的下面垫一个小石头，然后用力压长棒的另一端，使长棒绕着小石头转动，将大石头撬起。这个长棒就是我们本节要研究的杠杆。小孩玩的跷跷板、各类剪刀、起瓶盖起子等都是杠杆。根据经验知道：越在直棒的后端用力，用的力越小。要巧妙的使用杠杆，就要知道杠杆遵循什么样的规律，所以我们要深入理解杠杆的平衡条件F1Ll＝F2L2。
1.杠杆：
（1）定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。
（2）五要素——组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母L1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母L2表示。
画力臂方法：⑴ 找支点O；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（实线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂。
2． 研究杠杆的平衡条件：
（1）杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
（2）实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
（3）结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1
3.解题指导：
（1）分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
（2）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4.应用：
名称 结构特征 特 点 应用举例
省力杠杆 动力臂大于阻力臂 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、钢丝钳、手推车
费力杠杆 动力臂小于阻力臂 费力、省距离 起重臂 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力不费力 天平，定滑轮
说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
三、例题分析
例题1：(北京)如图2所示的四种用具中，属于费力杠杆的是
参考答案：B。
例题2：（南充）不等臂直杠杆在动力和阻力作用下，已处于平衡状态，采用下列办法能使杠杆平衡的是( )
A、在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点。
B、在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C、使动力和阻力同时减小到原来的1/2
D、使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍
参考答案：B。
例题3：(广州) 用杆秤（如图3）称量鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态．AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg，鱼的质量是 kg。
参考答案：1.5。
例题4：（锦州）请在图4中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2。
参考答案：
如图5所示
例题5（天津）杠杆的平衡条件是 。如图6所示杠杆处平衡状态，则L1= L2如(每个钩码的重力相等)。
参考答案：F1L1=F2L2，2。
四、达标练习
1．（海珠）如图7所示，下列器件中属于省力杠杆的是（ ）
2．（海淀）如图8所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为_______N。
3．（江西）生活和生产中有许多不同类型的杠杆，如图9所示的托盘天平属于 杠杆，缝纫机踏脚板属于 杠杆，
铡刀属于 杠杆。（选填“等臂”“费力”“省力”）
4．（北京）如图10所示，O点为杠杆的支点，请画出力F的力臂，并用字母L表示。
5．（大连）图11是用杠杆提起重物的示意图。请画出拉力F1（方向竖直向上）的力臂，并画出挂重物的绳对杠杆的拉力F2的示意图。
6、（泉州）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在__________位置平衡。（图中杠杆上每格距离相等）。
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是：_____________________________________。
（3）如图12所示，杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆____________保持平衡（选填“能”或“不能”）
7．（湘潭）园艺师使用图13所示的剪刀修剪树枝时，为了更省力，应尽量
A．让树枝远离刀轴O，手握在刀柄的中间
B．让树枝远离刀轴O，手握在刀柄的末端
C．让树枝靠近刀轴O，手握在刀柄的末端
D．让树枝靠近刀轴O，手握在刀柄的中间
参考答案：1.B。2. 240。3.等臂，费力，省力。4.解答如图14所示。5.解答如图15所示。6.（1）水平。（2）多次测量，寻找规律。（3）不能。7.C。
五、教学后记
作力臂是本节内容的难点，也是解决杠杆平衡问题的关键。
第三课时
一、基础练习
1．定滑轮实质是个 杠杆。使用定滑轮不省力，但是能改变 。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂 倍的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省 力。
2．使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提重物所用的力就是物重的 。 若一动滑轮和所挂的重物的总重是500牛，则所用的拉力F大小是 牛。
参考答案：1. 等臂，力的的方向，2，一半。2.几分之一 ，250。
二、要点归纳
（一）滑轮：
1.定滑轮：
（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。
（2）实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
（3）特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
（4）对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离S1(或速度v1) = 重物移动
的距离S2(或速度v2)
2.动滑轮：
（1）定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，
也可左右移动）
（2）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
（3）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
（4）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G
只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动)
绳子自由端移动距离S1(或v1)=2倍的重物移动的距离S2(或v2)
3.滑轮组
（1）定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
（3）理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/nG 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n(G物+G动) 绳子自由端移动距离S1(或v1)=n倍的重物移动的距离S2(或v2)
（4）组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
（5）滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。
注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数，再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。
动滑轮个数：（n为偶数时）
（n为奇数时）
三、例题分析
例题1： （北京）请在图1中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
参考答案：最省力的绕法如图2所示。
例题2 （桂林）一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图3所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ，乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ，其中比较省力的是 图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。
参考答案：800N，400N。
例题3 （湖南）如图4所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是(动滑轮重和摩擦忽略不计)（ ）
参考答案：C。
四、达标练习
1．（盐城）在如图5所示的滑轮组上绕线，使匀速提升重物G时最省力。
2．(湖南)如图6所示的两种工具有相同的特点，从物理的角度来说，它们都是 。在图甲和图乙中，若两滑轮质量相同，不计绳重和摩擦，用它们分别将两个重力相同的物体匀速提升相同高度，则所用的拉力F甲 F乙。
3．（06攀枝花）工厂为了搬运一个笨重的机器进人车间，某工人设计了下图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的根截面），其中最省力的方案是( )
4.(2008邵阳)我市山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆沿着盘山公路向上行驶时可以
A．省力 B．省功
C．省时间 D．省距离
参考答案：1.绕法如图8所示。2.滑轮，大于。3.B。4.A。
五、教学反思
滑轮组的绳子绕法是本节内容的难点。
第四课时
一、基础练习
1．有用功：机械对物体所做的功。公式：W有用＝ （提升重物）
2．额外功：机械克服自身重力和 所做的功。公式：W额= W总－W有用
3．总功：有用功加额外功或 所做的功。公式：W总=W有用＋W额=Fs
4．机械效率：定义：有用功跟 的比值。公式：η=×100%
参考答案：1. Gh。2. 摩擦。3.动力。4. 总功。
二、要点归纳
1、机械效率：
（1）有用功：机械对物体所做的功。
提升重物公式：W有用＝Gh=W总－W额=ηW总
斜面：W有用= Gh
（2）额外功：机械克服自身重力和摩擦所做的功。
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额= 摩擦 L
（3）总功：有用功加额外功或动力所做的功。
公式：W总=W有用＋W额=Fs= W有用／η
斜面：W总= 摩擦L+Gh=FL
（4）机械效率：有用功跟总功的比值。
① 公式：
② 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
③提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：
为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。
（5）滑轮组机械效率的测量：
测量物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
某些机械设备的效率
喷气发动机 16%～24%
起重机 40%～50%
汽油机 22%～27%
柴油机 28%～30%
抽水机 60%～80%
结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重，做的有用功相对就多。
③ 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
④绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
2．机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内做的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
三、例题分析
例题1：（岳阳）图1是岳阳楼风景区建设工地用来吊运石碑的吊车及其滑轮组示意图，钢丝绳用2000N的力将重为6000N的石碑匀速吊起。若在1min内，石碑从地面被提升到6m高处，求：
（1）钢丝绳提升石碑时所做的有用功和有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）要提高滑轮组的机械效率，可采用哪些方法？（答出2种方法即可）
解：（1）有用功W有=Gh=6000N×6m=3.6×104J。
有用功率P 有=W有/t=3.6×104J/60s=600W。
(2)因为绳子段数n=4，所以拉力移动距离s=4h=4×6m=24m，
总功W总=Fs=2000N×24m=4.8×104J。
机械效率η=×100%==3.6×104J÷（4.8×104J）=75%。
（3）动滑轮个数一定时，增加提升物体的重力可提高滑轮组的机械效率；提升重物一定时，减小动滑轮个数（即动滑轮重力），可提高滑轮组的机械效率。
例题3：（南昌）瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图2所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N．求：
(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少
(3)该滑轮组的机械效率是多少
(4)随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到右表中的一组数据，请你找 出这些机械设备效率的共同特点。
解：（1）绕法如图3所示。
（2）有用功W 有 =Gh
=765N×10m=7.65×103J。
(3) )因为绳子段数n=2，所以拉力移动距离s=2h=2×10m=20m，
总功W总=Fs=450N×20m=9×103J。
机械效率η=×100%==7.65×103J÷（9×103J）=85%。
(4)机械效率是评判机械性能标志之一，机械效率都小于1。
四、达标练习
1.（长沙）小明用如图4所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为W，滑轮组的机械效率为；若仍用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体。此时滑轮组的机械效率为，则W、、分别是(不计绳重和摩擦)
A．240J，80％，85％ B．300J，80％，85％
C．300J，80％，80％ D．240J，75％，80％
2．（荷泽）下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A． 功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大
B． 效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高
3.(广州)用如图5的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500N，用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m，此过程有用功为 J，总功为 J，滑轮组的机械效率为 。
4.（攀枝花）如图6所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 103N，电动机的额定电流为 4A，电阻为2Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N， l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？
5.（上海）某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码，如图7(a)所示，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码，如图7(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图是的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论。（1）比较图7(a)与(b)[或(a)与(c)，或(a)与(d)]两图可得：_________________________；
（2）比较图7(b)与(c)与(d)三图可得__________________________________________________________________。
6.(兰州)利用如图8所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为 ( )
A．40％ B．50％
C．80％ D．100％
参考答案：
1.B．2.B．3. 500J，700J，71.4%。4.（1）有用功 6×103J，总功9×103J，机械效率66.7%。（2）机械功率150W，发热功率32W，总功率182W。5.（1）使用动滑轮省力。（2）利用的重物相同时，动滑轮的重力越小，所以拉力越小。6.A。
五、教学后记
机械效率的计算关键是计算有功功和总功。在具体的问题中，有用功、额外功的确定是难点。
功（W）
变量控制法
定时间，比做功。在时间相同时，做功多的功率大。
定做功，比时间。在做相同功时，用时短的功率大。
=
t
W
P
机械效率
机械效率：有用功和总功的比值。评判机械性能标志之一；读写用百分数。有用功W有=Gh；
总功W总=F动s动；总功W总 =W额外+W有用
公式：η=×100%
提高效率：（控制变量）有用功一定时减小额外功；额外功一定时增大有用功。如滑轮组减小动滑轮重或增大提升物体重力提高效率。
功
率
功率——描述做功快慢。功率大做功快。
功率（P）：单位时间里完成的功。
公式：P= 功率(W)=
单位：功率P：瓦（W）； 功W：焦（J）；
时间t：秒（s）。1瓦=1焦/秒，1W=1J/s。
功的原理
功的原理：使用任何机械都不能省功。
轮轴（连续转动杠杆）：FR=Gr。动力F作用在轮（半径R）上省力。F=（r是轴半径）
斜面：不计斜面摩擦，沿斜面的推力F=（斜面长L，高h）。斜面是一种省力机械。
螺旋——特殊的斜面。
滑
轮
定滑轮：等臂杠杆，不省力F=G，不省距离s= h；改变力的方向，方便。
动滑轮：动力臂=2阻力臂，省一半力F=G；不能改变力的方向，费距离s=2 h。
滑轮组：省力F=G= (G动+G物)，
费距离s=n h（n为绳子段数，s为拉力移动距离；h为重物上升高度。
杠
杆
杠杆：在力的作用下能绕支撑点转动的坚实物体。
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
力臂：从支点到力的作用线的距离。
平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式：F 1L1= F 2L2。力臂的单位一致。
三种杠杆：动力臂＞阻力臂，省力；
动力臂＜阻力臂，费力；
动力臂＝阻力臂，天平。
功与机械
1．功的两必要因素：（1）物体受力；
（2）沿受力方向移动一定的距离。
2．功（W）等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。功＝力×距离。
公式：W=Fs
单位：焦（J）。1焦=1牛·米， 1J=1N·m
功
液压杆
机械臂A
挖掘铲
履带
液压杆
1、庞然大物人造就
2、细微之处显身手
3、力大无穷山可动
4、浩瀚苍穹任遨游
5、智珠在握夺天工
科学的进步，机械的创新，
形成先进的生产力，改变整个世界。
改变世界的机械
F1
F2
图1
原理：=
器材:弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、
滑轮组、长越2m的细绳。
重力G、拉力F——弹簧测力计。
高度h、距离s——刻度尺。
关键：匀速上拉。
结论：
（1）不同滑轮组，提升同一重物时，
动滑轮重，效率低。
（2）同一滑轮组，提升重物大，效率高。
（3）滑轮组效率“五要素六关系）
提升物重力G；上升高度h；绳子段数n；
拉力F；绳子移动距离 s。
有用功W有用=Gh；总功W额=Fs；W总=W有+W额；
机械效率；s=nh；
测量滑轮组机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值。
公式：
提高机械效率途径：
（1）有用功一定时，减小额外功。
（减小摩擦，动滑轮重力）
（2）额外功一定时，增大有用功。
（增大提升物重力）
滑轮组效率“五要素六关系）
提升物重力G；上升高度h；绳子段数n；
拉力F；绳子移动距离 s。
有用功W有用=Gh；总功W额=Fs；W总=W有+W额；
机械效率；s=nh；
机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值。
公式：
说明：（1）η<1，无单位，读写用百分数。
（2）评判机械性能的标志之一，
效率高，性能好。
有用功W有用：实际需要做的功。
提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。
提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，
或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
机械效率
功的原理
功的原理：使用任何机械都不能省功。
不计摩擦和动滑轮的重力时，W用机= W用手
理想模型法——复杂变简单。
实际W用机≥ W用手
轮轴
轮轴：两个半径不等的圆柱固定在
同一轴线上。
实质：变形杠杆。F·R=G·r。
应用：使用轮轴可以省力。
两个功能：(1)改变力的大小
(2)改变物体的运动速度。
实现直线运动和圆周运动相互转化。
斜
面
斜面：与水平面成一定夹角的倾斜平面。
原理：F=
应用：使用斜面可以省力。
特殊斜面——螺旋。
实现螺旋运动和轴线运动相互转化。
功的原理及应用
G
L
h
F
滑
轮
组
把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
特点：既省力又能改变力的方向。
不省功（F=G总，s=nh）。
n：直接作用在动滑轮上绳子段数；
s：拉力移动距离；h：重物上升高度。
动
滑
轮
定滑轮：滑轮的位置跟物体一起运动。
实质：动力臂=2倍阻力臂的杠杆。
特点：省一半力，不改变力的方向。
不省功（F=G总，s=2h）。
定
滑
轮
定滑轮：滑轮的位置固定不变。
实质：等臂杠杆。
特点：不省力，改变力的方向。
不省功（F=G，S=h）。
滑轮
图11-3-7 把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组 既能省力又能改变力的方向。
图11-3-6实验探究 用动滑轮做功
图11-3-5能省一半力的动滑轮。
图11-3-3不能省力的定滑轮，改变力的方向。
图11-3-4不能省力的
定滑轮，改变力的方
向。
杠杆平衡：杠杆处于平衡状态。（静止或匀速）
要点：杠杆平衡在水平位置，从杠杆上读力臂。
杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1= F2L2
三种杠杆：
省力 动力臂＞阻力臂 省力，费距离
费力 动力臂＜阻力臂 费力，省距离
等臂 动力臂＝阻力臂 方便
杠杆
平衡条件
一找：确定支点；
二画：沿力的方向画直线；
三引：过支点向力的作用线引垂线；
四标：用大括号标出力臂。
（直角边放在力的作用线上，另一直角边
靠近支点，沿支点画垂线。）
作
力
臂
支点O：转动的支撑点。
动力F1：使杠杆转动的力。
阻力F2：阻碍杠杆转动的力。
动力臂L1：支点到动力的作用线的距离。
阻力臂L2：支点到阻力的作用线的距离。
力的作用线：通过力的作用点沿力的方向的直线。
力对杠杆的作用效果由力的大小和力臂决定。
五
要
素
机械：工作时更省力或更方便的机械。
杠杆：在力的作用下能绕支撑点转的的坚实物体。
公式：功率 P= 功率(W)=
单位：瓦（W）。1瓦=1焦/秒 1W=1J/s
（W）
表示物体做功快慢的物理量
定义：单位时间内所做的功
概念
功率（P）
力
沿力的方向上移动的距离
做功的两个必备条件
公式：功W=Fs 单位：1焦=1牛 米。 1J=1N m。
杠杆
B
A
阻臂力L2
动力臂L1
支点O
阻力F2
动力F1
功率——描述做功快慢。
控制变量：定时间，比功；定功，比时间。
功率：单位时间里完成的功。
公式：P=
单位：瓦特（W）。1瓦=1焦/秒，1W=1J/s。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J） t----时间——秒（s）
P——功率——瓦特（W）
功率是机器性能之一，根据需要与可能选择
功率合适的机器。
功率
功两个必要因素：物体受力且沿力的方向移动的距离。
没有做功几种情况：
（1）有力作用，没有沿力的方向移动距离。
推而未动。
（2）有重力作用，移动的距离与重力的方向垂直。
足球在水平面靠惯性滚动。
（3）无力作用——冰块靠惯性在光滑的水平面匀速滑行。
功的计算：功等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。
公式：W=Fs
单位：焦耳（J）。1焦=1牛·米，1J=1N·m。
符号意义及单位：
W----功----焦耳（J） F----力——牛顿（N）
S——距离——米（m）
功
F
s
F
G
功和功率
机械效率（η）
有用功（W有）：机械对物体所做的功。
额外功（W额）：机械克服自身重力和摩擦所做的功
总功（W总）：动力对机械所做的功。W总=W有+W额
机械效率η=×100%
O
F1
l1
l2
F2
l1
l2
F2
F1
F1
l1
F2
l2
动滑轮：机械效率
Gh
FS
=
Gh
F2h
=
G
2F
=
η
W有用
W总
=
×100%
η
W有用
W总
=
×100%
Gh
FS
=
Gh
Fnh
=
G
nF
=
滑轮组：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
定滑轮：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
Gh
Fh
=
G
F
=
Gh
FS
=
Gh
FL
=
斜面：机械效率
η
W有用
W总
=
×100%
机械效率
η
W有用
W总
=
Gh
FS
=
实验原理：机械效率
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