二、机械效率教案和学案内容

第十二章第3节《机械效率》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。

2．明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的计算。

3．能设计实验，测定滑轮组机械的机械效率。

（二）过程与方法

1．通过探究使用动滑轮的特点，知道使用机械就要做额外功。

2．通过实验与讨论，认识提高机械效率的主要方法。

（三）情感态度与价值观

知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。

二、教学重难点

本节内容由“有用功和额外功”“机械效率”两部分构成，机械效率是本节教学的重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功，使学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，激发学生的学习兴趣，同时增加他们的实践体验。

重点：机械效率的概念和有关计算。

难点：测量滑轮组的机械效率。

三、教学策略

以“利用动滑轮提升重物”为背景，提出问题：直接对物体做功和使用动滑轮提升重物所做的功相同吗？让学生猜测并通过实验来验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现，使用动滑轮提升重物并不省功。进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功，以及它们之间的关系和效率的概念。通过理解、运用机械效率解决实际问题，认识到提高机械效率的两种方法：减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题之后，把效率问题延伸到学生的学习和生活中。

四、教学资源准备

多媒体设备、实物投影仪、动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

视频：人造卫星将太阳能转化自身运行所需的机械能，但转化效率并不能达到百分之百；同样，机械在使用观看视频，引入导入新课

过程中也有利用率——机械效率。

（2分钟）

新课。

激发学生兴趣，顺利进入教学。

机械：杠杆、滑轮的特点，提出问题：动滑轮提升物提出问回顾动滑轮特题，引发复习回顾

体省力，省功吗？

（2分钟）

点，思考。

猜想、思考。

进一步思考并回答。

手直接用动

移钩码手的提升滑轮

动钩码上升次数

拉力物体提升

距重G/N

高度F/N

做的时做

新课教学

离h/m

功

的功

边实验边填表。

（30分钟）

s/m

1

2

3

结合用动滑轮实验数据分析：

使用动滑轮提升物体不省功。

思考：

（1）手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相（1）不相等

等？

（2）手拉绳做的（2）哪一个做的功多一些？

功多

（3）你认为产生这一现象的原因是什么？

（3）有摩擦，在使用动滑轮提升物体的过程中，必须做的功、不做的提起重物时还要功分别是什么？

提起动滑轮。

板书：一般来说，机械对外所做的功为有用功，机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功，动一、有用功和额外功

问题：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功一样吗？

实验探究1：

1．设计实验方案：用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

2．为了探究上述问题需要测量的物理量是：手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。

3．改变钩码的数量，重复上述测量。

4．设计表格，将实验数据填入表中。

进一步理解有用功和额外功。并会测量有用功和总功。

力对机械所做的功为总功。

总功等于有用功与额外功之和。

二、机械效率

工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。

经过讨论回答：机械效率没有单位，

总小于1，计算公式：

用百分数表示。

意在练习机械效三者之间的关系：

率公式的应用、注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。

使学生加深认识组织学生讨论：

有用功、额外功1.机械效率有单位吗？

和总功的概念。

2．为什么机械效率没有大于1的？

练习计算实验1中的机械效率

（1）组织学生分析、讨论、计算

（2）展示结果

（3）总结、评价

如何测量滑轮组的机械效率：

1．实验原理：

2．器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、

乙两个滑轮组、长约2m的细绳。

3．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值，

锻炼分析实际问题的能力。

通过交流与合作，培养学生团结合作精神。

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有用、总功

W总功、机械效率η并填入表格。

实G

(N验)

次数

1

2

3

4

h(m)

W有用F s W总η

（J）

(N)

(m)

（J）

学生动手实验

理论联系实际，培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践的意识。

结论：

1．动滑轮重一定,物重越大，机械效率高。

2．物重一定，动滑轮越重，机械效率低。

讨论：如何提高滑轮组的机械效率？

讨论后得出：

提高滑轮组的机械效率的主要方法有：尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。

扩展：其他机械的效率。

让学生分组讨论，总结本节学到了什么知识，有哪些学生自己归纳总让学生有收获？

结，分小组发言，表现自我

教师对学生归纳的机会，课堂小结

发言较好的给予并且发现（5分钟）

表扬，并指出其学习过程中的不足。

中出现的

问题。