13.3如何提高機(jī)械效率教案
三維目標(biāo)：
1、知識(shí)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(guān)系。
⑵理解機(jī)械效率，會(huì)用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，會(huì)測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率。
⑶知道機(jī)械效率總小于1，知道提高機(jī)械效率的方法和意義。

2．過程與方法
（1）根據(jù)生活事例認(rèn)識(shí)物理知識(shí)，并運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題
（2）經(jīng)歷測(cè)算滑輪組機(jī)械效率的過程，學(xué)習(xí)測(cè)算簡(jiǎn)單機(jī)械效率的方法。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過學(xué)習(xí)“效率”的概念，增強(qiáng)節(jié)約意識(shí)，提高對(duì)科學(xué)發(fā)展觀的認(rèn)識(shí)。
重點(diǎn)：　　1、機(jī)械效率的概念。
2、測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。
教學(xué)難點(diǎn)：　　1、分析有用功、額外功。
2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、歸納科學(xué)規(guī)律。
教學(xué)器材：　　學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)定滑輪、兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì)、若干個(gè)鉤碼、刻度尺。
教學(xué)方法：　　討論、實(shí)驗(yàn)探究為主。
教學(xué)過程：
一、直接引入
現(xiàn)代社會(huì)是講求效率的節(jié)約型社會(huì)，時(shí)時(shí)處處都要講究提高效率。我們使用機(jī)械也要講效率。那么，什么是機(jī)械效率呢？下面我們就來研究這個(gè)問題。
二、新課教學(xué)
（一）什么是有用功與額外功
1、 “活動(dòng)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(jī)挖掘泥土的場(chǎng)景，讓學(xué)生如同身臨其境。并引導(dǎo)學(xué)生回答下列問題：
⑴在這兩個(gè)情景中，力對(duì)哪些物體做了功？
⑵哪些功是我們?yōu)榱诉_(dá)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(xué)生經(jīng)過思考、討論，可以答出：
⑴對(duì)于教材圖13-16a，拉力對(duì)滑輪組做功時(shí)，拉力對(duì)重物、動(dòng)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(duì)動(dòng)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(duì)于教材圖13-16b：挖掘機(jī)對(duì)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(duì)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(xué)生回答的基礎(chǔ)上，教師給出提升物體時(shí)，“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(jī)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?qū)W生指出：在實(shí)際用機(jī)械做功時(shí)，總功也等于動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功。
為了檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，可讓學(xué)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(duì)水桶做的功是額外功，對(duì)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(duì)水桶做的功是有用功，對(duì)水做的功是額外功，對(duì)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(duì)水做的功是有用功，對(duì)水桶和人所做的功是額外功，對(duì)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(jī)械不能省功。那么使用機(jī)械時(shí)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(xiàng)任務(wù)時(shí)有實(shí)用價(jià)值的功，叫做有用功。
額外功：把無實(shí)用價(jià)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(yè)“活動(dòng)1”分析有用功和額外功。
教師提出一些問題，引導(dǎo)學(xué)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(jī)挖掘、搬運(yùn)泥土。
②問題：挖掘機(jī)工作時(shí)除了挖掘、搬運(yùn)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(jié)：從以上分析我們看到：使用機(jī)械時(shí)所做的功不可能百分之百都是有實(shí)用價(jià)值的功，無實(shí)用價(jià)值而又不得不做的功總是存在的。
問題：使用機(jī)械做功時(shí)，是有用功多些好？還是額外功多些好？
（二）什么是機(jī)械效率
1、教師：人們使用各種機(jī)械時(shí)，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(xué)中用機(jī)械效率來表示，各種機(jī)械的機(jī)械效率越高，所做的有用功越接近總功，能量浪費(fèi)就越少。
其實(shí)在我們的學(xué)習(xí)、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(xué)習(xí)成績(jī)、生活質(zhì)量、工作成就。
2、機(jī)械效率用希臘字母表示。η＝（W有用/W總）×100?
3、思考：任何機(jī)械效率總小于1，這是為什么？
由于使用機(jī)械時(shí)總會(huì)不得不做一些額外功，所以機(jī)械效率必然小于1。
（三）測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率
1、根據(jù)課文第47頁(yè)圖12－14選取器材：兩個(gè)定滑輪、兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì)、若干個(gè)鉤碼、刻度尺。
2、根據(jù)“活動(dòng)1”對(duì)“用滑輪組提起重物”的事例分析結(jié)果，思考測(cè)算滑輪組機(jī)械效率，需要測(cè)量哪些物理量？怎樣測(cè)量？
3、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)記錄表格。
4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在教師指導(dǎo)下學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分工協(xié)作，用不同質(zhì)量的鉤碼進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兩次。
5、分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算各次實(shí)驗(yàn)中的有用功、總功和機(jī)械效率。比較滑輪組提升不同的重物時(shí)機(jī)械效率是否相同？
結(jié)論：同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機(jī)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(jī)械效率就越高？
討論：滑輪組提起不同重物時(shí)，隨重物上升的動(dòng)滑輪的重不變，提升同樣的高度，克服動(dòng)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(duì)增大，有用功所占的份額越大，滑輪組的機(jī)械效率就越高。
7、讓學(xué)生提出猜想，同一滑輪組的機(jī)械效率除了跟提起的物重有關(guān)外，還可能與什么因素有關(guān)？
三、課堂小結(jié)：
請(qǐng)學(xué)生回答問題：
1、為什么要引入機(jī)械效率？怎樣表示機(jī)械效率？
2、做過“測(cè)算滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)后，你認(rèn)為提高滑輪組機(jī)械效率有哪些可行的措施？
四、課堂練習(xí)
1、在物理學(xué)中，把完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)有　　　　　　　　的功，叫做有用功；把　　　
　　　　　　的功，叫做額外功�！　　　　〗凶隹偣�。
2、同學(xué)們?cè)谔骄俊坝绊懟�輪組機(jī)械效率高低的因素”時(shí)，提出了下列假設(shè)：
（1）滑輪組機(jī)械效率可能與滑輪組重有關(guān)。
（2）滑輪組機(jī)械高低可能與被提升物重有關(guān)。
（3）滑輪組機(jī)械效率可能與物體提升高度有關(guān)。
（4）滑輪組機(jī)械效率高低可能與承重繩子段數(shù)有關(guān)。
然后一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的兩個(gè)滑輪組，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)來證明提出的假設(shè)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的假設(shè)是（　　�。�
A、（1）　　　B　、（2）　　　C　、（3）　　　D、　（4）
五、布置作業(yè)：
課文第48頁(yè)自我評(píng)價(jià)與作業(yè)第1、2、3、4題。


板書設(shè)計(jì)：
13.3　　如何提高滑輪組的機(jī)械效率
一、什么是有用功、額外功
有用功：把完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)有實(shí)用價(jià)值的功，叫做有用功。
額外功：把無實(shí)用價(jià)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(jī)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(jī)械效率
1、減小動(dòng)滑輪的重。
2、增加物重。

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