二、机械效率板书设计及设计说明

机械效率

1课时

教学目标：

1、知识与技能：

知道什么是有用功、额外功和总功。

知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道械效率总小于1。

知道提高机械效率的意义和主要方法。

2、过程与方法：

培养学生观察实验能力、分析概括能力

3、情感、态度和价值观：

培养学生注重效率的科学态度

教学重点：理解有用功、总功、机械效率

教学难点：有用功、额外功的理解、机械效率计算

教学方法：演示实验法、讨论练习法

教学用具：滑轮、钩码、线、弹簧测力计、铁架台、刻度尺。

教学程序：

一、复习提问

1．功的原理是什么？

二、进行新课

1．有用功、额外功和总功

（1）演示实验

用弹簧测力计匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧测力计读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧测力计移动的距离s。以下边讲边板书：

“实验数值G＝5牛，h＝0.5米，F＝3牛，s＝1米。

弹簧测力计的拉力（动力）对动滑轮做的功：W＝F·s＝3牛×1米＝3焦，

提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦”

（2）提问：由实验可以看到W＞W，这是为什么？

学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。

（3）总结

①在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。

有用功（W）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功

问：本实验中的有用功是多少？答：W＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦。

②本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功动阻动阻有用有

是不可避免的。

额外功（W）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。

③本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。

总功（W）：有用功与额外功的总和叫总功。

问：本实验中总功W＝？

答：W＝F·s＝F·2h＝3牛×1米＝3焦。

问：本实验中做的额外功是多少？

答：W＝W－W＝3焦－2.5焦＝0.5焦。

2．机械效率

问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？

学生演算，答出计算过程和结果。

答：83.3％。

教师小结并板书：机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率”

有用功总小于总功，所以机械效率总小于1

教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。

问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？

答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30％做的是额外功。

讨论、练习：分析图15.2-1中三种方法的有用功、总功、机械效率。

3．提高机械效率

阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。

三、巩固练习

例题：用图所示滑轮组把重600牛的货物匀速提高2米，所用的拉力是375牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。

要求学生板演，教师讲评。

教师小结：解答这类问题首先要认真审题，弄清已知条件。其次要注意，用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系。还要分清总功和有用功。总功是人利用滑轮提升货物时总共做的功，也就是人拉绳子的力做的功（或说动力对滑轮组做的功），计算时，功（W）＝拉力（F）×绳端所通过的距离（s）。有用功是指滑轮组克服货物所受重力竖直升高所做的功，计算时，有用功（W）＝F·s。因为货物匀速上升，所以滑轮对货物拉力的大小等于货物重，即F＝G。货物提升的高度s用字母h表示（要与动力通过的距离s加以区分）。所以，有用功（W）＝货物重（G）×货物提升高度（h）。

应该指出，在涉及机械效率问题时，功的原理也是适用的。这时动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。使用机械时仍不省功，而且还要不可避免地做额外功。

四、小

结

五、布置作业：课后“动手动脑学物理”

额外总总总额外总有用总有用有用

板书设计：

第二节

机械效率

1．有用功：我们所需要的功

额外功：并非我们需要但又不得不做的功。

总功：有用功加额外功。

2．机械效率：有用功与总功的比值。

3．公式

教学后记：

没有单位，小于1，常用百分数表示。