第十二章 简单机械
第三节 机械效率
【教学目标】
知识与技能
1．知道有用功、额外功、总功。 2．理解机械效率，会计算机械效率。
3．会测定滑轮的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。 4．知道提高机械效率的意义和主要方法。 过程与方法
1．从生活实际出发，培养探究物理知识的兴趣以及深入认识事物的能力。
2．亲身经历测量滑轮机械效率的过程，通过参与探究影响机械效率因素的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，并培养自主合作探究的能力。 3．学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律。 情感、态度与价值观
1．使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活的意识。
2．让学生学会关注生活中各种机械的效率，具有用机械效率来评价机械性能的意识，认识提高机械效率的经济意义和社会意义，培养学生节约能源意识和环保意识。 3．通过探究活动，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。 【教学重难点】
重点： 1．能结合具体机械说出什么是有用功、额外功、总功。
2．理解机械效率。 3．探究滑轮的机械效率。
难点：1．能结合具体机械说出什么是用功、额外功、总功。
2．理解机械效率。
3．会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
【教学准备】或【实验准备】
教师用：多媒体课件、两个滑轮、四个钩码、细线、木直尺支架、弹簧测力计。 学生每组：两个滑轮、四个钩码、细线、木直尺支架、弹簧测力计。 【教学过程】
主 要 教 学 过 程 教学内容 【出谋献策】 教师活动 学生活动 我们家想把房间装学生搜集办法：把沙子装入桶中，人直接提桶上楼；用定滑轮把沙子拉到楼上；用动滑轮把沙子拉到楼上；用滑轮组把沙子拉到楼上…… 一、创设情景，修一下，需要把沙子运引入新课 到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助解决这个问题，看看哪个小组想的又快又好？ 【揭示课题】 同学们这么快想出这么多办法，可以看出同学们分析解决问题的效率很高，可以看出同学们学习的效率很高，学习的效率可以从一方面反映学习的好坏，刚才大家想的办法中使用了很多机械，那要想反映机械性能的优劣就可以用机械效率。这节课我们就来探究机械效率的有关知识。 （设计意图：引起学生的学习欲望，体现知识来源于生活，生活处处有物理知识。） 二、合作探究，建构知识 （一） 有用功 额外功 总功 过渡：刚才大家想了那么办法，其中有些使用了机 械。 【提出问题】 不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体时做的功相同吗？ 下面我们用实验模拟提升重物。 【探究实验】——使用动滑轮是否省功 1．如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢匀速地提升一定的高度，计算拉力所做的功。 2．如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢匀速地提升相同的高度，计 学生小组交流讨论：要测量拉力和运动的距离，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动测量拉力、用 算拉力所做的功。 请各小组讨论一下需要测量哪些量，用什么测量工具，怎样测量？ 提问：这两次拉力所做的功一样吗？为什么？ 【结论】使用动滑轮不省功。 【推论】使用任何机械不省功。（功的原理） （设计意图：培养学生小组合作实验能力和分析归纳能力、语言表达能力。） 【问题导学、引领认知】 请大家阅读课文，完成问题导学内容。 有用功（w有）：为达到目的必须做的功 。 额外功（w额）：没用的但又不得不做的功。 总功（w总）：有用功与总功之和。 木直尺测量距离（注意做好标记）。 明确实验目的和做法，小组合作进行实验。 各小组交流研讨：使用动滑轮时做的功较多，是由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响。 学生阅读课文，完成问题导学内容： 1．在上面实验中，无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功是为达到目的必须做的功，叫做有用功，用w有表示。 2．若用滑轮组提升钩码，还不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功是没有用但不得不做的功，叫做额外功，用w额表示。 3．有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用w总W总= W有＋ W额 （设计意图：培养学生自主学习能力和分析归纳能力、语言表达能力。） 【深化认识】——分清三种功 1．用水桶从井中提水时，所做的有用功是对水做的功，额外功是对桶做的功，总功是 拉力所做的功 ； 2．如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是对桶做的功，额外功是对水做的功，总功是拉力所做的功。 过渡：下面是大家想出的办法中的其中三种，哪种办法好呢？ 【算一算】分别算出下面三种方法中的有用功、额表示。三者关系：w总= w有＋w额。 学生思考回答。 （二）机械效率 外功、总功。（不考虑摩擦和绳重） 方法一 600 J 180 J 780 J 方法三 【比一比】从功的角度分析比较哪种机械性能好呢？ 情境一：有用功相同，额外功不同 方法一 600 J 180 J 780 J 方法二 600 J 90 J 690 J 体重400 N 桶重 20 N 动滑轮重10 N 口袋重5 N 沙子重 100 N 沙子重 100 N 沙子重 90 N 方法一 方法二 方法三 学生分组计算功。 学生比较：有用功相同时，额外功越少越好。 W有 W额 W总 学生比较：额外功相同时，有用功越多越好。 学生交流比较方法：用有用功在总功中所占的比例，这个比值越大越好，方法三好。 情境二：额外功相同，有用功不同 方法二 600 J 90 J 690 J 方法三 540 J 90 J 630 J W有 W额 W总 情境三：有用功不同，额外功不同 W有 540 J 90 J 630 J 学生阅读课文，完成问题导学内容： W额 W总 1．定义 2．公式 W有W总 76.9% 85.7% 1．将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用符号η表示。 2．机械效率公式表示为【问题导学、自主学习】 请大家阅读课文，完成问题导学内容。 定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率，用符号??W有W总 η表示。 公式：??3．机械效率通常用百分数表示，没有单位，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。 阅读例题、分析题意。 交流：要有计算公式，有代入数据的过程，代入的数据要加单位，最后出结果。 写出解题过程（一 学生板演），得出 ??44%。分析比较，对自己的计算过程进行整理。 学生研讨：44%的物理意义：W有W总 η＜1 说明：机械效率反映反映了机械性能的优劣。 （设计意图：利用三种情景层层深入的引导学生分析数据得出比较机械性能优劣的三种方案，从特殊过渡到一般，建立机械效率的概念，使机械效率的概念的建立水到渠成，突破教学难点。） 【典例剖析】 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升3m，而它的电动机所作的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少？ 提问：解答物理计算题的有哪些基本要求？ 【想一想】机械效率44%表示什么意思？ 【练一练】 1. 关于机械效率，下列说法中正确的是（ ） A.做功越多，机械效率一定越高 B.单位时间内做功越多，机械效率一定越高 C.省力越多的机械，机械效率一定越高 D.额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高 2.请计算出你们小组用动滑轮提升钩码时的机械效有用功在总功中占的比例为44%。 学生思考、解答、交流展示。
人教版八年级下册物理教案：12.3机械效率
