透彻理解“有用功”、“额外功”和“总功”

透彻理解“有用功”、“额外功”和“总功”
的几种方法
机械效率是学生在学习过程中的一个难点，准确而迅速地求出机械效率关键在于对有用功、额外功和总功的正确理解。

以下是我在教学中领悟到的一些方法:
第一种办法：通过生活中的实例初步了解机械要做额外功，进而引出有用功和总功的概念。

1、通过再探动滑轮初步了解“有用功” “额外功” 和“总功”。

例如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。

起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。

有用功和额外功之和叫总功。

2、通过用桶从井里提水初步了解“有用功” “额外功” 和“总功”。

例如，用桶从井里提水时，除了克服水的重力做功外，也一定同时需要克服装水的桶、绳子等辅助措施的重力做功。

提起的水所做的功是有用功，提起水桶所做的功是额外功.如果从井里捞桶，那么提桶所做的功是有用功，提起桶里所带的水所做的功是额外功。

第二种办法：通过学生探究性实验和老师的适时引导
一、新课导入
1．提出问题：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？
2．怎样探究这个问题？
二、活动：再探动滑轮
1．设计实验方案：用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

2．为了探究上述问题需要测量的物理量是：手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。

3．改变钩码的数量，重复上述测量。

4．设计表格，将实验数据填入表中。

5．分析实验数据：
⑴手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？
⑵哪一个做的功多一些？
⑶引导分析，比较表中数据，从中得到什么结论？
学生分析比较表中的数据，汇报实验结论。

W1=FS
W2=Gh W1>W2
师点拨归纳：手拉绳做的功大于动滑轮拉钩码所做的功，引导学生思考W1 ≠W2且W1>W2的原因是克服摩擦力和克服动滑轮重力所做功，物理学上把它叫做额外功W额外，进而引出将重物提升一定高度所做功W2是有用功W有用
，手的拉力对动滑轮做的功W1是总功W总。

第三种办法：通过有用功、额外功和总功的含义引出它们之间的关系
有用功可理解为一种“目的”功．例如，用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是提高重物，那么克服物体的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上与速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs．
额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功，即克服机械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于机械自重和摩擦总是存在的，因而额外功是不可避免的，对任何实际的机械总有W额外＞0．
总功是人们使用机械时动力总共做的功W总=Fs，这其中既有通过机械克服物体阻力做的有用功，又有克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外．
第四种办法：通过同一个人使用不同方法运送质量相同的砂子上升同样的高度引出定义
让学生思考各种情况下做功有何不同？如果让你选择运送方法，你会选哪种方法呢？你的依据是什么？进而引出“有用功” “额外功” 和“总功”的定义及区别。

当然，以上几种方法并不是孤立存在的，可以使用一种方法，也可以几种方法并用，视具体教学情况而定。

以上是我的一点教学愚见，敬请各位老师多多指导。