第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第三節(jié)機(jī)械效率【授課目的】知識(shí)與技術(shù)1．知道適用功、額外功、總功。2．理解機(jī)械效率，會(huì)計(jì)算機(jī)械效率。3．會(huì)測(cè)定滑輪的機(jī)械效率，并會(huì)運(yùn)用控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。4．知道提升機(jī)械效率的意義和主要方法。過程與方法1．從生活實(shí)質(zhì)出發(fā)，培養(yǎng)研究物理知識(shí)的興趣以及深入認(rèn)識(shí)事物的能力。2．親身經(jīng)歷測(cè)量滑輪機(jī)械效率的過程，經(jīng)過參加研究影響機(jī)械效率因素的活動(dòng)，學(xué)習(xí)擬訂簡(jiǎn)單的科學(xué)研究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案，并培養(yǎng)自主合作研究的能力。3．學(xué)習(xí)依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、歸納簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律。感情、態(tài)度與價(jià)值觀1．使學(xué)生勇于研究平常用品或器件的物理原理,擁有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于平常生活的意識(shí)。2．讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注生活中各種機(jī)械的效率，擁適用機(jī)械效率來(lái)談?wù)摍C(jī)械性能的意識(shí)，認(rèn)識(shí)提升機(jī)械效率的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。3．經(jīng)過研究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生慎重求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神?！臼谡n重難點(diǎn)】重點(diǎn)：1．能結(jié)合詳盡機(jī)械說出什么是適用功、額外功、總功。2．理解機(jī)械效率。3．研究滑輪的機(jī)械效率。難點(diǎn)：1．能結(jié)合詳盡機(jī)械說出什么是用功、額外功、總功。2．理解機(jī)械效率。3．會(huì)分析影響機(jī)械效率大小的因素，指出提升機(jī)械效率的方法?！臼谡n準(zhǔn)備】或【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】教師用：多媒體課件、兩個(gè)滑輪、四個(gè)鉤碼、細(xì)線、木直尺支架、彈簧測(cè)力計(jì)。學(xué)生每組：兩個(gè)滑輪、四個(gè)鉤碼、細(xì)線、木直尺支架、彈簧測(cè)力計(jì)。【授課過程】主要授課過程授課內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【出謀獻(xiàn)策】我們家想把房間裝學(xué)生收集方法：把沙一、創(chuàng)立情況，修一下，需要把沙子運(yùn)子裝入桶中，人直接提桶引入新課到三樓。請(qǐng)同學(xué)們依照上樓；用定滑輪把沙子拉需要，選擇器械幫助解到樓上；用動(dòng)滑輪把沙子決這個(gè)問題，看看哪個(gè)拉到樓上；用滑輪組把沙小組想的又快又好？子拉到樓上【揭穿課題】同學(xué)們這么快想出這么多方法，可以看出同學(xué)們分析解決問題的效率很高，可以看出同學(xué)們學(xué)習(xí)的效率很高，學(xué)習(xí)的效率可以從一方面反響學(xué)習(xí)的利害，剛剛大家想的方法中使用了很多機(jī)械，那要想反響機(jī)械性能的利害就可以用機(jī)械效率。這節(jié)課我們就來(lái)研究機(jī)械效率的有關(guān)知識(shí)。（設(shè)計(jì)妄圖：引起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，表現(xiàn)知識(shí)本源于生活，生活各處有物理知識(shí)。）二、合作研究，過渡：剛剛大家想了那么方法，其中有些使用了機(jī)建構(gòu)知識(shí)械?！咎岢鰡栴}】不使用機(jī)械直接提升物體做的功，與使用機(jī)械提升物體時(shí)做的功同樣嗎？下面我們用實(shí)驗(yàn)?zāi)M提升重物。（一）【研究實(shí)驗(yàn)】——使用動(dòng)滑輪可否省功適用功1．如圖甲，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢勻速地提升一額外功定的高度，計(jì)算拉力所做總功的功。2．如圖乙，用彈簧學(xué)生小組交流談?wù)摚簻y(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑要測(cè)量拉力和運(yùn)動(dòng)的距輪將同樣的鉤碼緩慢勻離，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向速地提升同樣的高度，計(jì)上勻速拉動(dòng)測(cè)量拉力、用算拉力所做的功。請(qǐng)各小組談?wù)撘幌滦枰獪y(cè)量哪些量，用什么測(cè)量工具，怎樣測(cè)量？提問：這兩次拉力所做的功同樣嗎？為什么？【結(jié)論】使用動(dòng)滑輪不省功?！就普摗渴褂萌魏螜C(jī)械不省功。（功的原理）（設(shè)計(jì)妄圖：培養(yǎng)學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治鰵w納能力、語(yǔ)言表達(dá)能力。）【問題導(dǎo)學(xué)、引領(lǐng)認(rèn)知】請(qǐng)大家閱讀課文，完成問題導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。適用功（w有）：為達(dá)到目的必定做的功。額外功（w額）：沒用的但又不得不做的功?？偣Γ╳總）：適用功與總功之和。W總=W有＋W額（設(shè)計(jì)妄圖：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和分析歸納能力、語(yǔ)言表達(dá)能力。）【深入認(rèn)識(shí)】——分清三種功1．用水桶從井中提水時(shí)，所做的適用功是對(duì)水做的功，額外功是對(duì)桶做的功，總功是拉力所做的功；．若是桶掉到井里，從井里撈桶時(shí)，撈上來(lái)的桶里帶了一些水，適用功是對(duì)桶做的功，額外功是對(duì)水做的功，總功是拉力所做的功。過渡：下面是大家想出的方法中的其中三種，哪一種方法好呢？【算一算】分別算出下面三種方法中的適用功、額

木直尺測(cè)量距離（注意做好標(biāo)記）。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮妥龇ǎ〗M合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。各小組交流商議：使用動(dòng)滑輪時(shí)做的功很多，是由于滑輪自己所受的重力以及摩擦等因素的影響。學(xué)生閱讀課文，完成問題導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：．在上面實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論可否使用滑輪，鉤碼都被提升了，這部分功是為達(dá)到目的必定做的功，叫做適用功，用w有表示。2．若用滑輪組提升鉤碼，還不得不戰(zhàn)勝動(dòng)滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功是沒有用但不得不做的功，叫做額外功，用w額表示。3．適用功與額外功之和是總合做的功，叫做總功，用w總表示。三者關(guān)系：w總=w有＋w額。學(xué)生思慮回答。（二）機(jī)械效率外功、總功。（不考慮摩擦和繩重）沙子重100N沙子重100N沙子重90N方法一方法二學(xué)生分組計(jì)算功。方法三體重400N桶重20N動(dòng)滑輪重10N口袋重5N【比一比】從功的角度分析比較哪一種機(jī)械性能好呢？情境一：適用功同樣，額外功不同樣方法一方法二學(xué)生比較：適用功相W有600J600J同時(shí)，額外功越少越好。額180J90JWW總780J690J情境二：額外功同樣，適用功不同樣學(xué)生比較：額外功相方法二方法三同時(shí)，適用功越多越好。W有600J540JW額90J90JW總690J630J學(xué)生交流比較方法：情境三：適用功不同樣，額外功不同樣用適用功在總功中所占方法一方法三的比率，這個(gè)比值越大越W有好，方法三好。600J540JW額180J90JW總780J630J學(xué)生閱讀課文，完成問題導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：1．定義

W有1．將適用功跟總功的比W總76.9%85.7%值叫做機(jī)械效率，用符號(hào)η表示。2．公式

【問題導(dǎo)學(xué)、自主學(xué)習(xí)】請(qǐng)大家閱讀課文，完成問題導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。定義：適用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用符號(hào)η表示。W有公式：η＜1W總說明：機(jī)械效率反響反響了機(jī)械性能的利害。（設(shè)計(jì)妄圖：利用三種情況層層深入的引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出比較機(jī)械性能利害的三種方案，從特別過渡到一般，建立機(jī)械效率的見解，使機(jī)械效率的見解的建立水到渠成，打破授課難點(diǎn)。）【典例分析】起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升3m，而它的電動(dòng)機(jī)所作的功是3.4×104J,起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？提問：解答物理計(jì)算題的有哪些基本要求？【想一想】機(jī)械效率44%表示什么意思？【練一練】1.關(guān)于機(jī)械效率，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）做功越多，機(jī)械效率必然越高單位時(shí)間內(nèi)做功越多，機(jī)械效率必然越高省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率必然越高額外功在總功中所占比率越小，機(jī)械效率必然越高請(qǐng)計(jì)算出你們小組用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí)的機(jī)械效

．機(jī)械效率公式表示為W有W總3．機(jī)械效率平常用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位，適用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。閱讀例題、分析題意。交流：要有計(jì)算公式，有代入數(shù)據(jù)的過程，代入的數(shù)據(jù)要加單位，最后出結(jié)果。寫出解題過程（一學(xué)生板演），得出44%。分析比較，對(duì)自己的計(jì)算過程進(jìn)行整理。學(xué)生商議：44%的物理意義：適用功在總功中占的比率為44%。學(xué)生思慮、解答、交流顯現(xiàn)。率。過渡：下面我們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效（三）研究滑輪組率。的機(jī)械效率【想一想議議】怎樣測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率？需要測(cè)量哪些物

學(xué)生小組交流談?wù)摚河脧椈蓽y(cè)力計(jì)分別測(cè)出鉤碼的重力G和拉力F，1．測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率

理量？用什么測(cè)量工具？怎樣計(jì)算適用功和總功？【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】——怎樣測(cè)量h與s呢？要測(cè)量h與s，需要作四個(gè)標(biāo)記，為了便于測(cè)量，進(jìn)行以下設(shè)計(jì)。將滑輪組安裝在豎直的木尺旁邊，拉動(dòng)時(shí)，標(biāo)記鉤碼上升的起點(diǎn)A與終點(diǎn)B，同時(shí)標(biāo)記繩子的自由端的起點(diǎn)A′與終點(diǎn)B′。對(duì)應(yīng)讀出h與s的值。演示：斜向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣操作行嗎？【想一想】怎樣測(cè)量拉力呢？演示：向上突然拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)讀數(shù)，這樣操作行嗎？【測(cè)一測(cè)】請(qǐng)小組分工協(xié)作測(cè)出頭前的滑輪組的機(jī)械效率。（設(shè)計(jì)妄圖：練習(xí)機(jī)械效率的測(cè)量，為后邊研究實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，又為猜想滑輪組機(jī)械效率大小與什么因素有關(guān)供應(yīng)了依照，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。）【實(shí)驗(yàn)研究、合作商議】1．【提出問題與猜想】滑輪組機(jī)械效率的大小可能跟哪些因素有關(guān)呢？說出你猜想的依照。

用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，則w有=Gh，w總=Fs，W有。W總交流談?wù)摚河脙蓚€(gè)刻度尺，兩個(gè)起點(diǎn)都從零刻線開始。觀察實(shí)驗(yàn)并得出應(yīng)該豎直向上拉。觀察實(shí)驗(yàn)并得出應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)過程中讀數(shù)。小組合作、明確分工，測(cè)出頭前的滑輪組的機(jī)械效率。各小組報(bào)告所測(cè)的機(jī)械效率，各個(gè)小組2．研究滑輪組的機(jī)械效率

說明:將同一物體，提升同樣的高度，適用功測(cè)得的機(jī)械效率一般不是必然的，動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦越大，額外功越多，同樣。機(jī)械效率就越低。今天各個(gè)小組研究滑輪組的機(jī)械效提出猜想：滑輪組機(jī)械率與被提升物體的重可否有關(guān)，滑輪組的機(jī)械效率與效率的大小可能跟被提升物其他因素的關(guān)系作為課下研究作業(yè)。體的重、動(dòng)滑輪重、繩重及2．【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】摩擦、提升的高度有關(guān)?！鞠胍幌胱h議】（1）你計(jì)劃采用什么科學(xué)方法來(lái)研究自己的實(shí)各小組談?wù)摻涣?、合?yàn)課題？作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（2）怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？學(xué)生小組交流合作設(shè)計(jì)、讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行談?wù)?，并利用手中的顯現(xiàn)設(shè)計(jì)方案：采用控制器械設(shè)計(jì)實(shí)考據(jù)明自己的見解。變量法，即保持動(dòng)滑輪重、教師巡視，并恩賜必要的點(diǎn)撥。繩重及摩擦、提升的高度等（設(shè)計(jì)妄圖：培養(yǎng)學(xué)生交流合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。）因素不變，只改變被提升【歸納總結(jié)】師生談?wù)摵?，歸納方案以下：物體的重。使用同一滑輪組，只改變被提升物體的重，測(cè)出每次的物重、提升的高度、拉力、彈簧測(cè)力計(jì)搬動(dòng)的距離s，填入表格，并計(jì)算每次的機(jī)械效率。3．【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)】為了讓大家做好實(shí)驗(yàn)，老師給同學(xué)們幾點(diǎn)溫馨提示：【友情小提示】在此實(shí)驗(yàn)中操作的重點(diǎn)：1．勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)2．應(yīng)在勻速拉動(dòng)過程中讀數(shù)小組同學(xué)分工明確，各負(fù)其責(zé)。教師巡視、指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。激勵(lì)學(xué)生著手實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)學(xué)生間的交流和合作。收集數(shù)據(jù)實(shí)物物有拉彈總機(jī)驗(yàn)重體用力簧功w械序G/N被功F/N測(cè)總效學(xué)生小組分工協(xié)作號(hào)提w有力率升/J計(jì)η的移高動(dòng)度的h/m距離s1234．【分析論證】組織學(xué)生顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。【歸納總結(jié)】同一滑輪組，提起的物重越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。（設(shè)計(jì)妄圖：培養(yǎng)學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)慎重求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神。使學(xué)生領(lǐng)悟控制變量法的使用。）5．【評(píng)估】回想剛剛的實(shí)驗(yàn)過程，在研究中運(yùn)用了哪些研究問題的科學(xué)方法？我們的設(shè)計(jì)有沒有不合理的地方？操作中有沒有什么失誤？從實(shí)驗(yàn)中你還有什么新發(fā)現(xiàn)？（設(shè)計(jì)妄圖：培養(yǎng)學(xué)生評(píng)估思疑能力。）【新發(fā)現(xiàn)】W有GhGW總FsFn滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度沒關(guān)?！拘〗Y(jié)】滑輪組的機(jī)械被提升物體的重效率的影響因素：動(dòng)滑輪重繩重及摩擦【練一練】

進(jìn)行試驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表格中。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生交流反思。用右圖所示的滑輪組，將重為300N的物體A勻速提升了0．5m。已知繩子自由端所用的拉力F為200N。則在這個(gè)過程中拉力做了_______J的功，該滑輪組的機(jī)械效率為_______。（g=10N/kg）學(xué)以致用、解答問題。（四）拓展延伸

【回歸生活】顯現(xiàn)科學(xué)世界機(jī)械發(fā)展史1．科學(xué)世界

認(rèn)識(shí)機(jī)械發(fā)展史，讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的效率，認(rèn)識(shí)隨著科技的發(fā)展，機(jī)械的效率不紐科門蒸汽機(jī)最初的機(jī)械效率只有1%

6%

瓦特蒸汽機(jī)～15%汽油機(jī)22%～27%柴油機(jī)28%～37%2．機(jī)械效率的提交流談?wù)撎嵘龣C(jī)械效率高起重機(jī)40%～50%空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50%～60%的方法。提升的方法

【議一議】怎樣提升機(jī)械效率呢？【小結(jié)】提升機(jī)械效率的方法1.適用功一準(zhǔn)時(shí)，減小額外功（1）改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕快。（方法2）經(jīng)常保養(yǎng)，準(zhǔn)時(shí)潤(rùn)滑，以減小摩擦。提升的意義

2.額外功一準(zhǔn)時(shí)，增大適用功【比較分析】舊汽車與新車對(duì)照，舊汽車效率低，當(dāng)作同樣多的

交流提升機(jī)械效率的意義：省油、省錢、減少污染、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排。適用功時(shí)，舊汽車比新車耗油多，排出的尾氣也多，想想提升機(jī)械效率有什么意義呢？（設(shè)計(jì)妄圖：讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的效率，擁有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于平常生活、社會(huì)的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。）三、課堂小結(jié)：

回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容本節(jié)課你有哪些收獲？還有哪些誘惑

?

收獲背簍：學(xué)生談?wù)撌崂碇R(shí)，交流收獲和疑惑。四、課堂檢測(cè)教師巡視、講評(píng)學(xué)以致用完成檢測(cè)題、解答五、部署作業(yè)出示思慮題題目課后完成【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié)機(jī)械效率1．適用功：我們所需要的功額外功W有GhG額外功：額外負(fù)擔(dān),又不得不做W總FsFn總功：適用功與額外功2．機(jī)械效率：適用功與總功之比滑輪組的機(jī)械被提升物體的重效率的影響因素：動(dòng)滑輪重W有繩重及摩擦W總小于1，用百分?jǐn)?shù)表示3．滑輪組的機(jī)械效率【授課反思】一、授課設(shè)計(jì)的“亮點(diǎn)”1、設(shè)置三種情況層層深入的讓學(xué)生自主分析得出比較機(jī)械性能利害的三種方案，從特別過渡到一般，使機(jī)械效率見解的建立水到渠成，打破授課難點(diǎn)。2、側(cè)重實(shí)驗(yàn)研究形成知識(shí)的過