【教学设计】《探究-使用机械是否省功》(北师大)

《探究-使用机械是否省功》

《机械效率》一节主要讲述有用功、额外功、总功与机械效率及测滑轮组的机械效率等方面的内容。初学“机械效率”，往往对这些概念陌生难懂，因此应通过分析阐述，帮助学生理解机械效率的物理含义，认识机械效率的高低是反映机械性能优劣的重要指标之一。通过剖析额外功产生的原因，从而了解提高机械效率的办法和途径，突破掌握这一概念的难点。

知识与技能：能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功，理解什么是机械效率。

过程与方法：通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

情感态度与价值观：在实验中培养合作精神，养成事实求是、尊重实验结果的科学态度。

【教学重点】理解机械效率。

【教学难点】探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素。

=Fs W 总滑轮、弹簧测力计、重物

一、引入

用两种方式匀速提升同样重物同样高度

为什么两次人做的功不一样，为什么，使用机械后，做的功变多了？

师：从图中的数据中发现，使用机械后，做的功并没有减少，所以使用机械做功只是为了省力或省距离，但不能省功

总结：使用任何机械都不能省功

思考：人们在使用机械做功时，多做的功来自于哪里？

二、三种功

1.总功W 总（动力功）

用机械时，动力所做的功

2.有用功W 有：达到人们目的而做的对人们有用的功

相当于不用机械，直接用手所做的功

例：目的：提升重物G Gh 有用W

3. 额外功( W 额：):使用机械时无用，但不得不做的功

如：克服机械自重或摩擦做功

100%

W

W

η=⨯

有

总

额外

有用

总

W

W

W+

=

.

4

例：找出下列机械工作时的有用功、总功和额外功

（1）小明同帮妈妈到井边打水，当他用水桶在井中打水时，对

做的功是有用的，对做的功是额外功。

（2）打完水后，由于不小心，小明同学的水桶掉进井里，他把掉到

井底的水桶打捞上来时，桶内也装了一些水，这时小明同学对

做的功是有用的，对做的功是额外的

例2.利用动滑轮将重物提升2m,已知物重180N,人对绳的拉力为100N,

求此过程中：

（1）（拉力）做的有用功

（2）拉力做的总功

（3）拉力做的额外功

思考：

1、有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？

2、使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时所做的总功是否相同？为什么？

3、有用功在总功中占的比例是越多越好？还是越少越好？

三、机械效率

1、定义：有用功和总功的比值

2、公式

1、机械效率有单位吗？

2、为什么机械效率没有大于1的？

3、用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？

机械效率的三个特征：

没有单位总小于1 用百分数表示

人们在生活中会利用斜面来搬一些重物，能够省力，所以斜面也是一个省力的机械，但不能省功。

例2.用25N的拉力将重为100N的物体匀速拉到4m高，20m长的斜面顶端，所用时间为20s 求：（1）拉力F所做的有用功

（2）拉力F所做的总功

（3）斜面的机械效率

（4）物体所受的摩擦力

略