13.3如何提高機械效率教案
三維目標：
1、知識與技能
⑴知道有用功、額外功和總功的含義，以及它們之間的關系。
⑵理解機械效率，會用機械效率的公式進行簡單的計算，會測算滑輪組的機械效率。
⑶知道機械效率總小于1，知道提高機械效率的方法和意義。

2．過程與方法
（1）根據生活事例認識物理知識，并運用物理知識解決實際問題
（2）經歷測算滑輪組機械效率的過程，學習測算簡單機械效率的方法。
3．情感態(tài)度與價值觀
通過學習“效率”的概念，增強節(jié)約意識，提高對科學發(fā)展觀的認識。
重點：　　1、機械效率的概念。
2、測滑輪組的機械效率。
教學難點：　　1、分析有用功、額外功。
2、根據實驗數據分析、歸納科學規(guī)律。
教學器材：　　學生分組實驗器材：兩個定滑輪、兩個動滑輪組成的滑輪組、鐵架臺、彈簧測力計、若干個鉤碼、刻度尺。
教學方法：　　討論、實驗探究為主。
教學過程：
一、直接引入
現(xiàn)代社會是講求效率的節(jié)約型社會，時時處處都要講究提高效率。我們使用機械也要講效率。那么，什么是機械效率呢？下面我們就來研究這個問題。
二、新課教學
（一）什么是有用功與額外功
1、 “活動1”分析有用功和額外功。
用多媒體展示滑輪組提升重物和挖掘機挖掘泥土的場景，讓學生如同身臨其境。并引導學生回答下列問題：
⑴在這兩個情景中，力對哪些物體做了功？
⑵哪些功是我們?yōu)榱诉_到特定目的必須要做的功？
⑶哪些功是我們不需要但又不得不做的功？
學生經過思考、討論，可以答出：
⑴對于教材圖13-16a，拉力對滑輪組做功時，拉力對重物、動滑輪、繩子以及克服各部分之間的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我們需要的功，對動滑輪、繩子以及克服摩擦所做的功是我們不需要但又不得不做的功。
⑵對于教材圖13-16b：挖掘機對泥土、挖斗以及克服各部件之間的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我們需要的功，對挖斗以及克服摩擦所做的功是我們不需要但又不得不做的功。
在學生回答的基礎上，教師給出提升物體時，“有用功”、“額外功”及“總功”的含義：
有用功（W有用）：克服物體的重力所做的功。
額外功（W額外）：克服機械自身的重力和摩擦力所做的功。
總功（W總）：有用功和額外功的總和，即W總=W有用+W額外。
然后向學生指出：在實際用機械做功時，總功也等于動力對機械做的功。
為了檢驗學習效果，可讓學生分析下列情況中的有用功、額外功、總功，并說明這樣分析的理由：
⑴用桶從井中提水。（答：目的是把水提上來，所以提升水做的功是有用功，對水桶做的功是額外功，對水和水桶做的功是總功。）
⑵桶掉到井里，把桶從井中撈起。（答：目的是把水桶撈上來，所以對水桶做的功是有用功，對水做的功是額外功，對水桶和水做的功是總功。）
⑶用水桶把水提到樓上去。（答：目的是把水提到樓上，所以對水做的功是有用功，對水桶和人所做的功是額外功，對水、水桶和人做的功是總功。）




1、提出問題：功的原理告訴我們：使用機械不能省功。那么使用機械時所做的功是否百分之百都是我們需要的呢？
2、有用功、額外功、總功的概念。
有用功：把完成某項任務時有實用價值的功，叫做有用功。
額外功：把無實用價值而又不得不做的功，叫做額外功。
總功：有用功和額外功之和是總功。
3、做課文第46頁“活動1”分析有用功和額外功。
教師提出一些問題，引導學生分析、討論與交流。
（1）分析圖12－12（a）中哪些功是我們需要的？哪些是我們不得不額外做的功？
①觀察課文圖12－12（a）：為了省力，人們用滑輪組將重為80N的重物提起1m。
②問題：用滑輪組提起重物的目的是什么？拉力所提升是否只有重物？
③哪些功是有用功？哪些功有額外功？
（2）分析圖12－12（b）中哪些功是我們需要的？哪些是我們不得不額外做的功？
①觀察課文圖12－12（b）：為了省力，利用挖掘機挖掘、搬運泥土。
②問題：挖掘機工作時除了挖掘、搬運泥土做功外，還做了哪些功？
③哪些是有用功？哪些是額外功？
4、老師小結：從以上分析我們看到：使用機械時所做的功不可能百分之百都是有實用價值的功，無實用價值而又不得不做的功總是存在的。
問題：使用機械做功時，是有用功多些好？還是額外功多些好？
（二）什么是機械效率
1、教師：人們使用各種機械時，總希望額外功做得少些，即有用功在總功中所占的份額大些，有用功在總功中所占的份額比例，在物理學中用機械效率來表示，各種機械的機械效率越高，所做的有用功越接近總功，能量浪費就越少。
其實在我們的學習、生活、工作等方方面面都要注意提高效率，這樣有利于提高學習成績、生活質量、工作成就。
2、機械效率用希臘字母表示。η＝（W有用/W總）×100?
3、思考：任何機械效率總小于1，這是為什么？
由于使用機械時總會不得不做一些額外功，所以機械效率必然小于1。
（三）測算滑輪組的機械效率
1、根據課文第47頁圖12－14選取器材：兩個定滑輪、兩個動滑輪組成的滑輪組、鐵架臺、彈簧測力計、若干個鉤碼、刻度尺。
2、根據“活動1”對“用滑輪組提起重物”的事例分析結果，思考測算滑輪組機械效率，需要測量哪些物理量？怎樣測量？
3、引導學生設計記錄表格。
4、進行實驗。
在教師指導下學生分組進行實驗，各實驗小組同學分工協(xié)作，用不同質量的鉤碼進行兩組實驗，每組實驗進行兩次。
5、分析、處理實驗數據，得出結論：
根據實驗得到的數據，計算各次實驗中的有用功、總功和機械效率。比較滑輪組提升不同的重物時機械效率是否相同？
結論：同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高。
6、問題：為什么同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率就越高？
討論：滑輪組提起不同重物時，隨重物上升的動滑輪的重不變，提升同樣的高度，克服動滑輪做的額外功不變，而有用功則隨提起的重物重量增加，所占的份額就相對增大，有用功所占的份額越大，滑輪組的機械效率就越高。
7、讓學生提出猜想，同一滑輪組的機械效率除了跟提起的物重有關外，還可能與什么因素有關？
三、課堂小結：
請學生回答問題：
1、為什么要引入機械效率？怎樣表示機械效率？
2、做過“測算滑輪組機械效率”的實驗后，你認為提高滑輪組機械效率有哪些可行的措施？
四、課堂練習
1、在物理學中，把完成某項任務時有　　　　　　　　的功，叫做有用功；把　　　
　　　　　　的功，叫做額外功�！　　　　〗凶隹偣�。
2、同學們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時，提出了下列假設：
（1）滑輪組機械效率可能與滑輪組重有關。
（2）滑輪組機械高低可能與被提升物重有關。
（3）滑輪組機械效率可能與物體提升高度有關。
（4）滑輪組機械效率高低可能與承重繩子段數有關。
然后一位同學設計了如圖所示的兩個滑輪組，進行對比實驗來證明提出的假設，則該實驗驗證的假設是（　　　）
A、（1）　　　B　、（2）　　　C　、（3）　　　D、�。�4）
五、布置作業(yè)：
課文第48頁自我評價與作業(yè)第1、2、3、4題。


板書設計：
13.3　　如何提高滑輪組的機械效率
一、什么是有用功、額外功
有用功：把完成某項任務時有實用價值的功，叫做有用功。
額外功：把無實用價值而又不得不做的功，叫做額外功。
總功：有用功和額外功之和是總功。
二、什么是機械效率
1、概念：有用功占總功的比例。
2、公式：η＝（W有用/W總）×100?
三、如何提高滑輪組的機械效率
1、減小動滑輪的重。
2、增加物重。

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