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五、机械效率
【教学目标】
1.经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功，理解三者之间的数量关系。
2.理解什么是机械效率，学会用机械效率的公式进行有关问题的计算。
【教学重点】
1．了解什么是有用功、额外功和总功及三者之间的数量关系。
2．理解什么是机械效率并会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
【教学难点】
1．理解有用功、额外功和总功的概念。
2．会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
3. 了解影响机械效率的因素。
【教学方法】
讨论、实验演示、讲授。
【器材准备】
动滑轮1个，弹簧测力计1个，钩码若干只，细棉线长1米左右，刻度尺1个。
【教学流程】
教学流程 二次备课
一、情境创设 由上节实验提出问题：小明利用动滑轮将木料运上楼，动滑轮对木料做功了吗？ 这个功的大小与手拉绳子做的功相等吗？引导学生从实际考虑，如起重机提升重物。 二、新授课 1. 猜想：动滑轮对木料做功与手拉绳子做的功可能不相等。 讨论：验证上述猜想是否正确的实验设计及实验数据记录表格设计。 2． 演示： 课本22页图11-38实验 。 将实验数据填入所设计的表格内。 计算：手拉绳的功和动滑轮对钩码做的功。 分析：发现两个功不相等且拉绳的功总是大于动滑轮对钩码做的功。 原因：在使用动滑轮提升钩码时，除需克服摩擦力做功外，还要克服动滑轮重力做功。 3. 提出有用功、额外功和总功概念：将钩码提升一定高度是目的，所做的功叫有用功，记作W有用；使用动滑轮提升重物时，除需克服摩擦力做功外，还要克服动滑轮重力做功，这两部分功并非需要，但不得不做，叫额外功，记作W额外；手拉绳所做的功叫总功，记作W总。 4．三功数量关系：总功等于有用功与额外功之和：W总＝W有用＋W额外 5. 提出机械效率概念：有用功与总功的比值叫做机械效率。 机械效率公式：η＝W有用/W总×100％ 6.讨论：W有用与W总谁大？所以η的值应是多少？ 结论：W有用W<总，所以η<1。 一般情况：起重机的机械效率是40％——50％， 滑轮组的机械效率为60％——80％。 7.算一算：本节演示实验中不同情况下的机械效率。 8.再讨论：动滑轮的机械效率与哪些因素有关？ 你认为如何才能提高它的机械效率？ 结论：动滑轮的机械效率与下列因素有关： 摩擦力 动滑轮的自重 重物的重量 提高机械效率的方法主要有： 在滑轮的转动轴中加润滑油以减小摩擦力 减小动滑轮的自重 三、布置作业
【板书设计】
【教学反思】
【校本作业】
<基础知识>
1．如图是轱辘取水的装置，下列说法错误的是（　　）
A．该装置能够省力 B．提水时克服摩擦做的功是额外功
C．该装置能够省功 D．提水时克服水的重力做的功是有用功
2．下列说法中正确的是（　　）
A．机械做功越快，机械效率越高 B．做功时间越长，机械功率越大
C．功率大的机械比功率小的机械做功快 D．做功越多机械效率越高
3．如图所示，小明分别用一个定滑轮和一个动滑轮将同一物体匀速提升相同高度的过程中（　　）
A．使用动滑轮更省力，所以效率高
B．使用定滑轮效率高，但是费力
C．两种情况下做的有用功相同，但是总功一定不同
D．两种情况下做的有用功相同，功率也相同
4．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机（　　）
A．电动机做的总功较少 B．电动机做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少 D．提升重物做的有用功较多
5．关于机械效率，下列说法正确的是(　　)
A．机械效率高的机械做功一定多
B．使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C．没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D．做同样的有用功，额外功越小，机械效率越高
6．如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（　　）
A．减小提升重物的高度 B．减小被提升物的质量
C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力
7．用如图所示的滑轮组把重400N的物体提升1m，所用拉力F的大小为220N，下列说法正确的是（　　）
A．这个滑轮组能省距离 B．绳子自由端被拉下了4m
C．拉力F做的功是220J D．该滑轮组的机械效率约为90.9%
8．如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（　　）
A．斜面的机械效率为75％ B．拉力做的总功为4.8J
C．物体沿斜面的运动速度是0.6m/s D．物体在斜面上受到的摩擦力是5N
9．用动滑轮提起一个重800N的物体，用的拉力是500N，物体升高1m，则人做的总功为_____J，有用功为_____J，额外功为_____J。
10．如图所示，某同学把重为1.5N的物体匀速提升10cm，所用的拉力是0.8N，则他做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________。
11．如图所示，把重为200N的物体匀速提升2m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为___________N，拉力所做的功为___________J；若拉力为110N，滑轮组的机械效率为___________。
12．如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有______段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
13．小华用如图装置使8N的重物以0.3m/s的速度匀速上升，所用拉力为5N，此时动滑轮的机械效率是 _____，拉力的功率是_____W；若用该装置提升10N的重物，其机械效率的大小将_____。（变小、变大或不变）
<能力提升>
14.在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 ___________（结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 ___________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ___________，机械效率越高；
实验 序号 斜面的 倾斜程度 物块的重力 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面的拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效率
1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4%
2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1%
3 最陡 10 0.6 8.5 1
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 ___________拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 ___________不变，改变斜面的 ___________，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 ___________的大小，即可初步验证猜想是否正确。
15．在探究“滑轮组机械效率”时，小米用图甲测得前3组数据，用图乙测得第4组数据，如下表：
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G动/N 钩码上升的高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1 1.6 50
（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法；___________
（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量___________匀速向上拉动弹簧测力计，第4 次实验时滑轮组动力作用点移动的距离为___________；
（3）第3次实验时滑轮组做的有用功为___________，总功为___________，此时的机械效率为___________；
（4）上表中第1、2、3组数据可知，同一滑轮组的机械效率与___________有关。
16．.如图，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中；
（1）绳子自由端下降速度为多少m/s；
（2）滑轮组的机械效率为多少；
（3）拉力F的功率是多少W，如果重物为900N，则滑轮组的机械效率又为多少。

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