苏科版九年级物理上册《机械效率》教案1

《五、机械效率》教案
一、教学目标
（一）知识与技能
1、记住什么是有用功、额外功、总功。

2、说出机械效率的概念和物理意义。

（二）过程与方法
1、运用相关公式进行简单的计算。

2、设计实验测量机械效率。

（三）情感态度与价值观
增强将科学服务于人类的责任感。

二、教学重难点
（一）教学重点
有用功、额外功、总功和机械效率的公式。

（二）教学难点
1、机械效率的概念和物理意义。

2、提高机械效率的方法
三、教具
轻质、重质单滑轮各一个、弹簧测力计、刻度尺、钩码若干、铁架台、细线等
四、教学过程
（一）导入新课
（投影出示下面的图形），动力对绳子做的功跟动滑轮对物体做的功相等吗？
学生猜想：
猜想1：动力对绳子做的功应该等于动滑轮提升重物所做的功。

猜想2：动力对绳子做的功应该不等于动滑轮提升重物所做的功，动力对绳子做的功可能大一些。

猜想3：动力对绳子做的功可能小一些。

（二）进行新课
1、活动：再探动滑轮
师：那么怎样才能知道哪一种猜想是正确的呢？
生：实验。

学生讨论并设计和准备实验。

师：要计算出手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功，要测出哪些物理量，需要什么测量工具？学生：需要单滑轮、弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、细线等。

师：那么，我们又该如何进行实验？请大家谈谈实验的设计方案。

学生：用动滑轮提升重物上升一定高度，用弹簧测力计分别测出物重G、拉力F；用刻度尺测出物体上升的高度h、绳自由端移动的距离s；再根据功的计算公式分别计算出动滑轮提升重物做的功（W1=Gh）、动力对绳子做的功（W2=Fs）,两者相比较就可以知道它们的大小是否相等。

师：实验过程中有没有什么要注意的地方？
学生讨论：尽可能拉重物匀速上升。

师：大家说的非常好。

请大家根据我们所设计的实验，设计出一张表格用来记录实验中需要测量的数据。

学生设计表格。

师：实验时为什么要测多组数据？
学生讨论。

师：通过改变钩码的重测得多组数据，比较出W1、W2的大小关系，从中归纳出的一致性的结论更具有普遍性和说服力。

学生进行实验，并记录数据。

教师将填好的表格投影出来。

师：通过对实验数据的分析可以看出的结果是……？
学生：动力对绳子做的功总大于动滑轮对物体做的功！
师：这是为什么呢？请大家讨论一下。

学生交流并回答：动力拉绳子除了将物体拉升外，还将动滑轮也提升了，并且还要克服摩擦！
引出新的物理概念。

1、有关机械的三种功。

（1）、有用功（W有）：机械对物体所做的对人们有用的功叫有用功。

（2）、额外功（W额）：对人没用却又不得不做的功。

（3）、总功（W总）：使用机械时，人们实际所做的功。

（有用功与额外功的总和）
师：同学们，你能指出刚才实验中的有用功、额外功和总功吗？
学生讨论回答：实验中对物体所做的功是有用的；将动滑轮提升并克服摩擦所做的功是没用却不得不做的，是额外功；本实验中人拉绳子实际所做的功包括了有用功和额外功，是总功。

2、机械效率——机械性能的重要标志。

师：在使用机械时，有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功所占的比例越大越好。

不同的机械，不同的使用情况都会造成两者比例的不同。

有用功所占比例的高低是衡量机械性能的重要标志之一。

师：于是，我们专门引入了一个新的物理量。

机械效率（η）来表示有用功在总功中所占比例的大小。

师：某起重机的机械效率是70%，它表示的物理意义是什么？
学生：该起重机所做的有用功占总功的70%。

师：机械效率有没有可能等于或大于100%？
学生讨论发言。

师小结：任何机械都要受到重力，并且相对运动的零部件间存在摩擦，因此额外功不能避免，从而所做的有用功总小于总功，所以机械效率总是小于1！
师：提高机械效率具有重要的意义，可以减少能源损耗，降低生产成本，那么怎样才能提高机械效率呢？
学生思考。

师提示：根据η=W有/W总= W有/W有+W额入手进行思考。

学生讨论：可以减少额外功，增加有用功！
师：那么具体应该怎样去做呢？
学生思考、回答：是要减轻机械自重，保持良好润滑，减小机械各零部件之间的摩擦，从而减少额外功；还可以让机械在承受范围内满负荷（多提重物）工作，从而增加有用功，提高效率！
师归纳小结。