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/让教学更有效 精品教案 |物理学科
12.4机械效率
　第1课时　认识机械效率
【素养目标】
【知识要求】
1.知道有用功、额外功、总功的含义，知道三者之间的关系。
2.知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率。
【教学重难点】
1.理解机械效率。
2.机械效率的计算。
教学准备
铁架台、大小不同的滑轮、钩码、弹簧测力计、细线、刻度尺等
教学过程
导入新课
小明家最近买了一套新房，家在三楼，想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组的办法最好。
新课讲解
一、有用功、额外功和总功
实验（详见课本“演示”）：使用动滑轮是否省功。
（1）用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
（2）用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。
这两次拉力所做的功一样吗？为什么？
学生通过实验归纳总结得出：使用动滑轮与直接提升物体相比不省功。
实验结果表明：虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力做的功反而要多一些。尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。
学生阅读课本相关内容，归纳总结：
1.有用功：对我们有用的，是我们需要做的功（有利用价值）。
2.额外功：克服动滑轮本身重力以及摩擦力等所做的功（没有利用价值但不得不做）。
3.总功：利用机械所做的功（有用功和额外功的总和），即W总＝W有＋W额。
例题讲解：
【例1】从井中打水时，对水所做的功是　　　　功，从井中捞桶，对水所做的功是　　　　功；若两次都是同一个桶且两次都装满了水，则两次所做的有用功、总功和额外功当中，相同的是　　　　功。
【解析】从井中打水时，主要目的是打水，所以对水做的功是有用功；捞桶时，主要目的是捞桶，对水做的功是额外功；两次如果都装满水，则做的总功W总＝（G桶＋G水）h相同。
【答案】有用　额外　总
二、机械效率
教师引导学生阅读课本“机械效率”有关知识，归纳总结：
1.意义：表示机械做功性能的好坏。
2.定义：有用功跟总功的比值。
3.计算公式：η＝。
关于机械效率，你是如何理解的呢？小组同学相互讨论并总结：
（1）机械效率是表示机械做功性能的一个重要指标。
（2）机械效率常用百分数表示，是一个没有单位的物理量。
（3）进行有关机械效率的计算时，要分清有用功、额外功和总功。
（4）机械效率总小于1。
例题讲解：
【例2】如下图所示，重500N的物体与地面间的摩擦力为144N，为使物体匀速移动6m，必须在绳的自由端施加60N的水平拉力。那么拉力做的有用功是　　　　J，此滑轮组的机械效率为　　　　。
【解析】物体移动的距离s物＝6m，物体与地面间的摩擦力f＝144N，故拉力做的有用功W有＝fs物＝144N×6m＝864J。绳子自由端移动的距离s＝3×6m＝18m，作用在绳子自由端的拉力F＝60N，因此拉力做的总功W总＝Fs＝60N×18m＝1080J。滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％。
【答案】864　80％
【迷津指点】用滑轮组使物体水平移动时，拉力克服地面摩擦力对物体做功，因此克服地面摩擦力做的功是有用功，绳子自由端的拉力做的功是总功。其中绳子自由端移动的距离与物体移动的距离间满足s＝ns物，由题图可知n＝3，根据机械效率的公式就可以求出此滑轮组的机械效率。
板书设计
第4节　机械效率
第1课时　认识机械效率
认识机械效率
教学反思
　　谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题，所以这节课将更多地与我们的实际生活相联系。在上课时应注重与生活实际相联系，让学生通过学习，明确机械的使用就是为了代替人力做功，鼓励学生认真认识和了解身边的机械，激发学生学习的积极性。
　第2课时　测量机械效率
【素养目标】
【知识要求】
1.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，知道提高机械效率的方法。
2.理解提高机械效率的意义。
【教学重难点】
1.掌握机械效率的计算方法。
2.分析得出提高滑轮组机械效率的方法。
教学准备
刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳等
教学过程
导入新课
往汽车上搬运较重的货物时，常常看到搬运工人搭上一个长木板，沿木板就可以把货物轻松地推上去，这是为什么？那这样是否省功呢？我们能用实验来探究说明吗？下面我们就一起来探究如何测量机械效率。
新课讲解
测量滑轮组的机械效率
1.实验原理：η＝×100％＝×100％。
2.实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、两个滑轮组、长约2m的细绳。
3.实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入后面的表格中。
（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。
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
实验次序 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
4
　　4.结论：
（1）动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
（2）物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
学生讨论：如何提高滑轮组的机械效率？
学生讨论后得出：提高滑轮组的机械效率可通过增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦来达到目的。
板书设计
第2课时　测量机械效率
测量
机械
效率
教学反思
　　想要学生理解机械效率的物理含义以及掌握计算机械效率的方法，就必须使学生分清楚哪部分功是有用功，哪部分功是额外功，或者哪个力做的功是有用功，哪个力做的功是额外功，哪个力做的功是总功。机械做功以及机械效率与实际生活联系比较密切，本节课教学设计应当从学生熟悉的实例出发，注重让学生自己动手进行实验，调动学生自主学习的积极性和主动性。教学设计注意体现物理学的价值，提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力，在教与学的过程中促进学生科学的价值观和世界观的形成。

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