1、111.3 如何提高机械效率第一课时一、教学目标知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。知道机械效率总小于 1，知道提高机械效率的方法和意义。教学重点：有用功、额外功、总功及机械效率是本节课教学的重点。教学难点：同一机械的效率是可变的，是本节课教学的难点。二、教学过程1引入新课现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。2新课什么是有用功与额外功1、让学生观察“活动 1 分析有用功与额外功”，通过具体做功实例的分析，并引导学
2、生回答下列问题，让学生知道“有用功”和“额外功”的含义。在这两个情景中，力对哪些物体做了功？哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？哪些功是我们不需要但又不得不做的功？2、学生经过思考、讨论，可以答出：对于教材图 11-16a，拉力对滑轮组做功时，拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分之间的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我们需要的功，对动滑轮、绳子以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。对于教材图 11-16b：挖掘机对泥土、挖斗以及克服各部件之间的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我们需要的功，对挖斗以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。3、在学生回答的
3、基础上，教师给出提升物体时，“有用功”、“额外功”及“总功”的含义：有用功（ W 有用 ）：克服物体的重力所做的功。（W=Gh）2额外功（ W 额外 ）：克服机械自身的重力做功（W=Gh）、克服摩擦力和绳子自重所做的功（忽略不计不要求计算）。总功（ W 总 ）：有用功和额外功的总和，即 W 总 =W 有用 +W 额外 。（W=Fs）4、然后向学生指出：在实际用机械做功时，总功也等于动力对机械做的功。为了检验学习效果，可让学生分析下列情况中的有用功、额外功、总功，并说明这样分析的理由：用桶从井中提水。（答：目的是把水提上来，所以提升水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功，对水和水桶做的功是总功。
4、）桶掉到井里，把桶从井中捞起。（答：目的是把水桶捞上来，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功，对水桶和水做的功是总功。）用水桶把水提到楼上去。（答：目的是把水提到楼上，所以对水做的功是有用功，对水桶和人所做的功是额外功，对水、水桶和人做的功是总功。）什么是机械效率1、可用下面的问题引出机械效率的定义：（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？（答：选择轻质塑料水桶，因为提同样多的水，用塑料桶需要做的额外功较少。）通过回答，使学生意识到：我们在使用机械做功时，额外功是不可避免的，但我们总希望做的额外功越少越好，也就
5、是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此，可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。（如何计算比例？引出有用功在总功中占的比例机械效率）2、为了加深对机械效率的理解，可以组织学生讨论以下问题：（1）机械效率的高低表示的物理意义是什么？（答：有用功在总功中所占比例的高低）（2）机械效率的单位是什么？（答：机械效率是两个功（ W 有用 、 W 总 ）的比值，没有单位。）（3）为什么机械效率总小于 1？能不能等于 1？（使用机械做功时，一般情况下，不可避免地要做一部分额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1）3、使用机械做功总是希望机械效率越大越好，以打水为例，引导学生讨论如何提高机械效率
6、呢？3方法一：额外功一定时，增加有用功；方法二：有用功一定时，减少额外功4、让学生解下列有关滑轮组机械效率的计算题，帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功，熟悉机械效率的计算公式，找到解答此类问题关键。例 1、桶重 10N，从 10m 深的水井中打水和捞桶时都提上来 50N 的水，分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。打水 捞桶W 有用 G 水 h W 有用 G 桶 h=50N10m =10N10m=500J =100JW 额外 G 桶 h W 额外 G 水 h=10N10m = 50N10m =100J =500J W 总 W 有用 W 额外 W 总 W 有用 W 额外
7、=500J+100J =100J+500J=600J = 600J= %1065J = %106J=83.3% =16.7%例 2、如图 11-6 所示，建筑工人用滑轮组提升重为 220N 的泥桶，动滑轮重为 20N，不计滑轮与轴之 间 的 摩 擦 及 绳 重 。 如 果 工 人 将 绳 子 匀 速 向 上 拉 了 6m， 则 泥 桶 上 升 了 多 少 ？ 滑轮组的机械效率是多少？图 11-64已知： G 桶 =220N， G 动滑轮 =20N， s=6m， n=3求： h， 解：泥桶上升的高度： 2m36h。工人对泥桶做的有用功： W 有用 =G 桶 h=220N2m=440J。工人对动滑
8、轮做的额外功： W 额外 =G 动滑轮 h=20N2m=40J。所以总功： W 总 =W 有用 +W 额外 =440J+40J=480J。滑轮组的机械效率： 总有 用 91.7048J%10。答：泥 桶 上 升 了 2m， 滑轮组的机械效率是 91.7%。三、小结本节课我们认识了使用机械做功时所做的有用功、额外功和总功三个概念，以及理解了机械效率及基计算方法。四、课堂练习（学案达标 14 题）五、板书有用功（目的要做的功）W 有用 = W 总 W 额外 （W 有用 =Gh）额外功（为达到目的而不得不做的功）W 额外 =W 总 W 有用 （不要求单独计算）总功（有用功+额外功）W 总 = W 有用 + W 额外 （W 总 =Fs）机械效率 机械效率有用功与总功的比值提高机械效率：额外功一定时，增加有用功有用功一定时，减少额外功六、作业布置（预习剩余内容及完成课后练习和学案练习）
