课题
第十二章 第三节 机械效率
课型
新授
课时
1
备课教师
单位
教
学
目
标
知识与技能
1、能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的。
2、通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。
过程和方法
1、能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
2、能利用机械效率的公式进行简单的计算。
三、情感、态度和价值观
通过学习培养高效做事的思想和勇于探究事实求是的科学态度。
重点
机械效率
难点
测量滑轮组的机械效率
教学方法
科学探究法、实验法、观察法、分析法、归纳与总结法
教具学具
弹簧测力计、刻度尺、动滑轮、定滑轮、细绳、钩码、铁架台
教学过程
环节
教学内容
教法学法与点拨指导
复
习
导
入
做功的两个必要因素：
一是_____________________；
二是______________________________。
功的计算公式：_________________。
学生完成复习题目
找学生代表回答，其他同学对照纠错。
互
动
新
授
（一）有用功和额外功
1、有用功、额外功和总功的概念
实例1 用水桶从井中提水，对哪个物体做的功是有用功？对哪个物体做的功是额外功？
实例2 打捞掉到井里的水桶，捞上的桶里带了一些水。对哪个物体做的功是有用功？对哪个物体做的功是额外功？
分析 从目的出发，要提水，提升水做的功是有用功，此过程对桶也做了功，提升桶做的功就是额外功。要提桶，提升桶做的功是有用的，此过程中对桶中的水也做了功，对这些水做的功就是额外功。
(有用功：为了达到目的人们必须做的对人们有用的功。如提水上楼，水重乘提升高度就是有用功，表示为有=。
(额外功：人们为达到一定目的时并不需要但不得不额外做的功，用“额”表示。它的产生主要有以下两种原因。
.提升物体时，克服机械自重、容器重力等所做的功。如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重所做的功是额外功，表示为额。（表示桶和动滑轮的总重）
.克服机械摩擦所做的功是额外功。如使用滑轮时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的摩擦所做的功都是额外功，表示为额=摩。
(总功：人们在达到目的的过程中，实际做的功等于有用功和额外功的总和，即总=有+额
(总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）
有用功和总功的区别
一般来说，动力对机械做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。
（二）机械效率
机械效率：使用机械做功，不可避免地存在摩擦等，因此额外功是不可避免的。
使用不同的机械提起物体时，我们希望做的额外功越少越好，或者说，有用功与总功越接近越好。不同机械这方面的差别，通常用有用功在总功中占的百分比来表示，叫做机械效率。即________跟________的比值叫做机械效率。公式：
注意：
（1）机械效率是有用功与总功之比，它只有大小，没有_______；
（2）由于额外功总是存在的，所以有用功总小于总功，机械效率总是______1。
（3）机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体提升的高度无关。
2、机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。
3、提高机械效率的方法
尽量减少额外功，采取减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。
当额外功一定时，在机械能承受的范围内增加所做的有用功（如使用滑轮组提升物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量在），充分发挥机械的作用。
（三）机械效率的计算
机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：
⑴ 杠杆：（其中为__________；为重物__________；为______；为动力作用点移动的_______。）
⑵ 滑轮或滑轮组
(提升重物：
不计绳重和摩擦：（其中为物重；为动滑轮的重力；为重物上升的高度；为绳子自由端移动的距离；为承担物重的绳子的段数。）
(水平匀速拉动物体：（其中为物体与水平面间的_________；为_______；为物体移动的________；为绳子自由端移动的_______；为承担摩擦力的绳子的_______；）
⑶ 斜面：（其中为物重；为斜面高度；为斜面长度；为拉力。）
小组讨论，合作探究：测量滑轮组机械效率
实验器材：滑轮组、钩码、细线、弹簧测力计、刻度尺
设计实验：使用同一滑轮组来提升不同的重物，测量并比较其机械效率。
进行实验：
用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
按照图示安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，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，将这三个量填入表格。
算出用用功、、机械效率并填入表格。
改变钩码的数量，重复上面的实验。
次数
G
h
F
s
1
2
3
结论：同一装置的机械效率不是固定不变的，与被提升的重物有关，物重增大，机械效率提高。
举例后，可先让学生分析。教师适当及时指导得出正确概念。
最常应用的是动滑轮重引发的额外功，可重点讲解。其余简单介绍，学生了解即可。
易混点突破：
机械效率与功率的区别
关键是公式原理的理解，对比较复杂的公式没必要让学生死记硬背。
预期假设：与滑轮组本身有关；与提升的物重有关；等等。
巩
固
拓
展
用一个动滑轮将500N的重物提高1m，所用的拉力为300N，绳自由端移动2m，则在此过程中，有用功为______，
总功为_________，额外功为_________。
李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是（ ）
对桶所做的功
对谁所做的功
对水和桶所做的功
对水、桶和人所做的功
3、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如右上图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（ ）
甲较省力且机械效率高
B.乙较省力且机械效率高 C.两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D.两个滑轮组省力程相同，机械效率不同
课
堂
小
结
几个概念
定义：
机械效率
机械效率 公式：×100％
滑轮组的
斜面的
当
堂
达
标
1、在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项正确的是（ ）
A.η组<η动<η定 B. η定<η动<η组
C. η动<η定<η D. η定<η组<η动
2、小明用一个动滑轮将重600N的货物匀速提高2m，如果不计动滑轮重及摩擦，小明所用的拉力大小是_______N，实际上小明所用的拉力是375N，则机械效率是__________。
3、用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，7由图可知，绳端受到的拉力F为________N，绳端移动的距离s为_________cm，滑轮组的机械效率为___________。
4、小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向移动了6m，若A所受地面的摩擦力=600N，小强所以拉力F=250N，则拉力F所做的功_________J，该装置的机械效率是___________。
板
书
设
计
机械效率
一、1、有用功：
2、额外功：
3、总功：
机械效率
定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。（百分数）
公式：
滑轮组：；斜面：
探究实验：测量滑轮组的机械效率
同一装置的机械效率不是固定不变的，与被提升的重物有关，物重增大，机械效率提高。
课
后
反
思
