苏科版九年级物理 11.5机械效率 教案

11.5《机械效率》教学设计
大
【教学设计思路】
本节课设计的第一环节是复习导入。通过视频展示生活中简单机械以及功的知识复习，为学生顺利完成反应机械性能的机械效率构建了必要的基础知识平台。第二环节是猜想、实验和质疑，通过活动一，让学生对问题“手拉绳子做的功等于动滑轮拉重物做的功吗？”进行猜想并引导设计实验验证自己的猜想，学生经过数据分析后发现，手拉绳子做的功总是大于动滑轮拉重物所做的功。通过实验的设计、归纳，则可培养学生归纳推理能力，同时达到渗透物理学研究方法的目的。得到结论后进一步让学生分析讨论。多余的功干什么了？得出使用机械的三个功。第三个环节认识有用功、总功、额外功。这一环节放手给学生自主学习。在教学中，教师要帮助学生自己进行知识的构建，而不是去复制知识。旨在发现发展学生多方面获取信息能力。紧接着认识机械效率？通过前面学生已经认识了三个功以及他们之间的关系，由上面对多余的功（即额外功）的讨论，引导学生认识到有用功和总功数量上相差越小越好！继而放手给学生自主学习，过度自然，且易于理解机械效率的意义。了解常用机械的机械效率，并进行简单的计算，帮助学生进一步理解机械效率。这一环节，教师着力引导学生步入自主性学习的轨道，培养他们学习的能力。第四环节议一议“动滑轮的机械效率与哪些因素有关？” “如何才能提高它的机械效率”？教师适当的引导通过讨论和理论分析，培养学生逻辑思维能力。第五个环节课堂巩固，围绕着怎样提高自行车的结效率问题，创造了一个有利学生自主学习的还情节是学生能够联系生活，联系实际是物理知识生活化，又生活现象的物理化。
【教学目标】
（一）知识与技能目标:
1．能结合实例认识有用功、额外功和总功；
2．理解机械效率的概念、会计算机械效率。
（二）过程与方法目标：
1．通过实验体验、数据分析，加深对有用功、额外功、总功的理解，培养学生设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论的科学素养。
（三）情感、态度与价值观目标：
1．在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力；
2．培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣；
【教学重、难点】
（一）教学重点
了解什么是有用功总功，额外功。理解机械效率知道他们之间的关系
（二）教学难点
理解机械效率的概念和物理意义
【教学资源】
教师用：多媒体
学生分组用：铁架台、细绳、滑轮若干、弹簧测力计、刻度尺、钩码
【教学过程】
（一）复习导入
1、播放视频生活中简单机械，提问视频中有哪些简单机械？
2、功是什么？如果我们要求做功的多少？要知道哪些量？做功的两个必要条件是什么？
3、投影出示课本图11-14提问大家还记得小明用什么方法，将木料运上楼的吗？
（二） 在探动滑轮
1、提出问题
小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳子做功了吗？动滑轮对木料做功了吗？手拉绳子做的功和动滑轮对木料做的功大小相同吗？
我们有没有办法知道两个功是否相等？
2、学生进行猜想设计实验
实验需要测哪些物理量，测量这些物理量需要什么样的测量工具呢？做这个实验，除了弹簧测力计和刻度尺以外还需要准备什么仪器呢？根据实验设计一个表格，记录实验中需要测量的数据。将设计好的表格投影在屏幕上提问这张表格设计合理吗？实验时为什么要测量多组数据。接下来要做实验了为了保证拉力F的大小始终不变，拉力F要注意：竖直向上匀速拉动。
（1）进行分组实验，不同的组挂的钩码个数不同。
（2）分析实验数据
各组代表填写数据投影出来。
提问手拉绳子做的功和动滑轮对物体做的功相等吗？
得出结论：手拉绳子做的功总是大于动滑轮对物体做的功。
（3）讨论
手拉绳子做的功总是大于动滑轮对物体做的功。这说明使用动滑轮省不省功？那为什么要使用呢？多余的功干什么了呢？
学生讨论得出:利用动滑轮提升重物做功时，我们除了提升重物外，还将动滑轮提升了一段距离，所以人做的功除了提升重物之外，还必须克服动滑轮的重力，绳子的重力以及摩擦而做功，所以拉力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。
认识使用机械的三个功
同学们通过数据为例，手对绳子做的功，动滑轮提升物体做的功，还有另外一部分功。我们通过分析可知使用一个机械就出现了三个功，今天我们要学习的第一个问题就是:使用机械的三个功。我们还要给这三个功起个名字，叫什么名字呢？请同学们自己阅读课本21页，自学这部分内容。
①、阅读课本，观察视频:
哪个同学说说三个功分别叫什么功？
你认为这三个功的大小有什么关系？
大家刚才算了两个功，说一说这两个功各叫什么功?
②、根据学生回答板书
总功W总：动力对机械所做的功
有用功W有用：对人们有用的功、
额外功W额外：对人们无利用价值而又不得不做的功

想一想：
1、用水桶从井中提水的过程中，有用功、额外功和总功分别是什么？
2、打捞掉落在井中的水桶的过程中，有用功、额外功和总功分别是什么？
认识机械效率
总希望有用功与总功数值上相差越小越好，也就是有用功在总功当中占的比例是大好还是小好？有用功在总功当中占的比例越大，反应机械的性能越好。所以有用功在总功当中所占的比例问题就是我们今天学习的第二个问题，反应机械性能好坏的机械效率。什么是机械效率也由大家自学。
自学课本22页内容，哪个同学说一下机械效率的定义？那么用公式表示是什么？由于有用功总小于总功。η的值一般和1比大小如何？所以我们用百分数来表示它。思考:有没有单位？η为什么小于1呢？
根据学生口答板书:
机械效率
1、定义：有用功W有用跟总功W总的比值叫做机械效率
2、公式
η= W有用∕W总×100%
机械效率η通常用百分数表示，没有单位。
【生活应用】投影出示起重机的机械效率为60%，它表示什么意思？
【精选例题】
某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。求：（1）这个人做的总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？
已知：G=2000牛 F=800米 S=4米 n=4
求：ｗ总 w有用 w额外 η
解：
答：略
【巩固练习】
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）。
讨论：影响动滑轮机械效率与哪些因素有关？通过上面的计算，我们发现同一个动滑轮在不同的使用情况下机械效率是不一样的，那么动滑轮的机械效率与哪些因素有关呢？你认为如何才能提高它的机械效率？组织讨论交流同学们说出讨论的结果。
【知识小结】
一、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功
总功——动力对机械所做的功。
二、机械效率：
定义：有用功与总功的比值。