12.3机械效率 第2课时 测机械效率【设计理念】1．本节课首先通过具体的情景让学生进一步理解有用功、额外功、总功；在此基础上理解机械效率，并通过探究滑轮组的机械效率，加深对机械效率的认识通过对机械效率的学习，让学生对效率问题在更广阔的背景下有个初步的概念，使学生把物理学习与自己的生活实际联系起来，具有于任何事情都要注意效率的科学态度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，会测算机械效率过程与方法1．根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题2．探究：滑轮组的机械效率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使学生勇于探究物理原理，具有将科学技术应用于日常生活、社会中的意识教学重点1．理解机械效率2．探究滑轮组的机械效率教学难点理解机械效率探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关教学方法讨论，探究，学生分组实验教具和媒体滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线、铁架台多媒体辅助教学课件一．新课引入二、新课教学探究点一 有用功、额外功和总功用如图所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 Ｎ，弹簧测力计的示数为3 Ｎ，绳子自由端被拉上去了30 cm，则使用该滑轮组做的总功为___________Ｊ，有用功为 额外功为__________Ｊ，这个滑轮组的机械效率是_________________。
解析：根据该滑轮组的组装，可看出有三段绳子承担钩码，那么绳子自由端移动的距离是钩码移动距离的３倍，由Ｗ总＝Ｆs、Ｗ有用＝Ｇh、Ｗ总=Ｗ有用+Ｗ额外可求出使用滑轮组做的总功和额外功，再根据η=Ｗ有用/Ｗ总求出机械效率答案：０.９ ０.1 ９０％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,动力对机械所做的功为总功.总功等于有用功与额外功之和.[知识拓展] 有用功和总功的区别:有用功是人们为了达到目的,无论采用哪种方法都必须做的功,例如:在提升物体时,无论是使用定滑轮、动滑轮,还是杠杆,对物体竖直向上的拉力与物体在竖直方向上移动的距离的乘积就是有用功,在使用机械做功时,有用功等于机械对物体所做的功,即等于不用机械而直接用手所做的功.一般情况下,人们做功有两个目的:一是竖直提高物体,二是水平移动物体.若匀速提升物体,有用功等于物重乘以提升高度,即W有=Gh;若使物体在水平面上做匀速直线运动,在已知物体所受水平面的摩擦力的情况下,有用功等于摩擦力乘以物体移动的距离,即W有=fs.为了完成有用功,在使用机械的同时,还要克服机械自身的重(如动滑轮的重)做功,还要克服(由于使用机械而造成的)摩擦(如:绳子与滑轮之间的摩擦;滑轮或杠杆与轴之间的摩擦)做功,这些并非是人们需要,但又不得不做的功是额外功,人们在达到一定目的过程中,实际做的功等于有用功与额外功的总和,这个功叫做总功,W总=W有+W额.探究点二、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.注意:对于实际机械,因为总是有额外功存在,所以η<1.组织学生讨论:1.机械效率有单位吗?2.为什么机械效率没有大于1的?3.用小数和百分数来表达机械效率,你认为哪种表达更好?经过讨论回答:机械效率没有单位, 总小于1,用百分数表示.[设计意图] 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.利用如图所示的滑轮组,在F=80 N的拉力作用下,将一个重为180 N的物体匀速举高1 m,绳重、摩擦不计. 求:总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率.(1)组织学生分析、讨论、计算.(2)展示学生解题过程.(3)总结、评价.[知识拓展] 机械效率是反映机械性能的物理量,有用功占总功的比例越大,机械效率越高,机械效率的高低与使用机械是否省力或省力的多少没有直接联系,它是由有用功和总功这两个因素共同决定的,当额外功一定时,有用功越大,机械效率越高,所以同一机械在不同情况下使用,其机械效率不一定相同.例如:用同一滑轮组提升重力不同的物体时,机械效率是不同的,提升的重物越重,机械效率越高;提升的重物越轻,机械效率越低.探究点三 测算滑轮组的机械效率 [过渡语] 如何测量滑轮组的机械效率呢?一．1.实验原理：η=Gh/Fs2.器材:刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲乙两个滑轮组、长约2 m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,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.实验次数G(N)h(m)W有(J)F(N)s(m)W总(J)η1234学生动手实验.[设计意图] 理论联系实际,培养学生将科学知识应用于社会实践的意识.4.实验探究(1):保持动滑轮重一定,改变钩码重力. G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/Jη1110.5311.566.7%2210.8322.483.3%3411.5344.588.9% 结论:同一个滑轮组,所挂物重不同,机械效率不同,物重越大,机械效率越高.实验探究（2）：保持钩码重一定,改变动滑轮重力.G/Nh/mF/Ns/mW有/JW总/Jη1210.8322.483.3%2210.9423.655.6% 结论:不同滑轮组,挂相同物重时,机械效率不一定相同,动滑轮较轻的滑轮组,机械效率高. 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._当堂检测[机械效率 第2课时 机械效率的测量]1．物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
1)实验中应竖直向上________拉动弹簧测力计2)第4次实验测得的机械效率为________%3)比较________两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，________________越大，机械效率越高第4次实验拉力做的额外功与第3次实验相比________(选填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见，机械效率提高的原因是 _______________________________________板书设计12.3 测机械效率一、什么是有用功、额外功1．有用功：是我们需要的、有价值的功，叫做有用功2．额外功：把无利用价值而又不得不做的功，叫做额外功3．总功：有用功和额外功之和是总功二、什么是机械效率1、概念：有用功与总功的比值2、公式：η＝（W有用/W总）×100﹪三、如何提高滑轮组的机械效率1、减小动滑轮的重2、增加物重3、减小绳子与滑轮的摩擦教学反思 本节课我采用提问——思考——实验——分析——小结的教学方法，逐步提出有用功、额外功、总功的概念，然后进一步建立机械效率的概念，同时注意引导学生主动思考，认真分析，重视实验，使学生在课内有所思、有所见 、有所做、有所得，淡化教师的主讲思想，体现学生是学习的主体，让学生逐步形成科学的思维方式和主动的学习习惯，有利于更好的完成教学任务。