二、机械效率教学设计(第一课时)

时间

班级

课节

第

3 课时教学设计（总第

39 课时）

课

题

主备教师

课型

模式

12.3 机械效率

张

成

新授课

成

员

曹玉福

吴凤友

教学手段

启发、讲授、多媒体

创设情境，提出问题→指导方法，自主学习

合作探究，得出结论→当堂训练，深化认识

1．知识与技能

●了解什么是有用功、额外功和总功。

●理解什么是机械效率。

2．过程与方法

●通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

3.情感态度与价值观

●在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。

教

学

目

标

教学重点

知道有用功、额外功和总功，理解机构效率。探究斜面的机械效率。

教学难点

测量简单机械的机械效率。

1. 了解有用功、额外功和总功

创

教

学

过

程

设

情

境

2. 机械效率和机械效率的计算

有用功、额外功和总功

●自主预习：

阅读课本第85面、第86面，完成下列填空：

1．有用功: 在工作时,对人们有用的功。用符号 W有

表示

2．

额外功: 在工作时,对于额外负担所不得不做的功。用符号 W额

表示

3 ．总

功: 有用功与额外功的和，也叫动力功。用符号 W总

表示

●小组讨论：

1．各小组分工合作，完成下面实验：

（1）如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功W1。

教学过程

自主学习

（2）缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高h，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；

（3）算出有用功、总功、机械效率。

（4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验。

●教师点拨：

我们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，没有考虑摩擦的因素. ●跟踪练习：

1．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量

实验次数

1 2 3 4 钩码总重G/N 4 6 4 4 钩码上升测力计示的高度h/m 数F/N 0.1 0.1 0.1 0.2 1.8

测力计移动距离s/ m 0.3 0.3 0.5 1.0 机械效率

83% 57% 57% [来源:学*科*网]2.4 1.4 1.4 （1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。

教学过程

自主学（2）第1次实验测得的机械效率为74％。（结果保留两位有效数字）

（3）分析表中数据可知：第2次实验是用

b 图做的；第4次实验是用

c 图做的。（选填“a”、“b”或“c”) （4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，

增大提升重物的重力

可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率

小

。

（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度

无关

。

同一滑轮组的机械效率的特点

●自主预习：

阅读第87面内容后完成下面填空：

1．提高机械效率的主要办法是

改进结构

、使它更合理、更轻巧。

2．

在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态

，对于保持和提高机械效率也有重要作用。

●小组讨论：

1．实验探究:对于同一个滑轮组提升不同重物时，它的机械效率是否改变呢？

2．如何设计实验证明？

实验步骤：

①用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升两个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离. ②用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升四个钩码，记录钩码的重力、习

弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离.

表格设计：

两个钩码

四个钩码

分析表格数据在与同学们交流讨论，你能得到什么结论？

。

●教师点拨：

同一机械的效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的.例如：一个组装好的滑轮组，其提起的物重越大，则其机械效率越高，因为此时的额外功（提起机械本身所需要的功）相对越小；当然，由于机械间的摩擦而造

[来源:Zxxk.Com]

钩码重

提升高度力G/N h/m

有用功W有用自由端拉力F/N

自由端移动距离s/ m

总功

W总/J

/J

机械率

教学过程

成的额外功并不会减小. 当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用. ●跟踪练习：

1．甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质

量的物体匀速提升相同高度时，则（ B ）

A．甲吊车的电动机做的有用功较多 B．乙吊车的电动机做的额外功较多

C．甲吊车的电动机做的总功较多 D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同

2．小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度，如图所示．他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙，则F甲

＜

F乙；所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为η甲和η乙，则W甲

＜

W乙，η甲

＜

η乙．（均选填“＞”

、“=”或“＜”）

自主学习

3．

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

动滑

钩码重

轮重

（N）

（N）

4 0.5 2.3 0.2 （N）

的高度（m）

（m）

0.4 0.8 0.92 拉力

钩码上升

动的距离

（J）

（J）

（87测力计移

有用功

总功

效机4 0.9 2.5 0.2[来源:学科网ZXXK]

0.4 0.8 1.0 806 0.5 3.3 0.2 0.4 ①

②

③（1）完成表格中实验数据①、②和③的计算．

（2）通过比较哪两次实验数据〔选填实验序号〕，可以初步判断动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关？

（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，你可以用哪两次实验数据来验证他的观点是不对的？

教学过程

自主学

解：（1）第3次数据中，有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J，总功W总=FS=3.3N×0.4m=1.32J，机械效率η= W有用/ W总＝1.2J/1.32J≈90.9%；

（2）①②两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系；

率也不同，提的物体越重，机械效率越大．

习

（3）比较①③，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效

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板书设计

教

学

反

思