九年级物理《机械效率》教案设计_机械效率教案设计

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第十五章功和机械能

二、机械效率

吉林省松原市前郭县额如中学

李百灵

教材分析：“机械的机械效率”是衡量机械性能的重要指标之一，也是初中物理重点内容之一，是功、功率和简单机械各知识点的综合，在初中物理中占有极其重要的位置。学好机械效率，还为进一步学习热效率等有关相似的物理概念奠定基础。本节课有两大重要知识点，它们分别是：机械效率的概念和提高机械效率的方法；难点是：对于同一机械，克服不同的有用阻力做功，机械效率不相等。而明确有用功、额外功和总功是掌握机械效率和知道提高机械效率的关键。

教学目标

1．知道有用功、额外功和总功的概念及三者的关系。

2．理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。

3．培养学生对任何事情都要提高效率”的科学态度。

教学重点和难点

对机械效率概念的理解，并用公式进行简单的计算。

教学方法

实验法。

教学仪器

电脑教学平台一套，滑轮组、铁架台、弹簧秤、刻度尺、相同木块和细线各20件。

教学过程

一、导入：用一个定滑轮和一个动滑轮，分别把重为G的物体匀速提高相同的高度h，并记录有关数据，根据实验数据，引导学生比较两个功：（1）利用定滑轮克服重物做的功Gh和利用动滑轮克服重物做的功Gh之间的关系（相等），（2）拉力所做的功之间的关系（拉力做的功不相等，利用动滑轮时，拉力

做的功大于利用定滑轮时拉力所做的功），学生通过分析知道，利用不同的机械做功时，克服相同重物所做的功与拉力做功的比值一般是不相等的，它体现了机械性能的一个重要指标，从而引入机械效率的概念，顺便引出并板书课题。

二、引入有用功、额外功、总功

师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？ 在投影仪上映出

生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。

师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。

现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画）

这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考：

①几段绳子承担物体和滑轮的总重？

②砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？

③把100 N重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？

④通过滑轮组，绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？

⑤想一想，这两个功为什么不相等？

在投影仪上映出学生讨论的结果。

生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。

师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。

板书：

（一）有用功、额外功、总功

有用功：在工作时，对人们有用的功。

额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。

总功：有用功与额外功的和。

练习：

用桶从井中提水的时候，对________做的功是有用功，对_________做的功是额外功。

如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是_________功，对水做的功是_________功。

三、引入机械效率

1．学生分组实验（共20个小组，分2个内容，每10个小组做1个内容，2个实验并进）

测定：把重G=1．5 N的木块，提高到h=0．2 m的高度时，①通过一定一动滑轮组所做的有用功、总功。

②通过两定两动滑轮组所做的有用功、总功。

每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。

2．讨论与分析

①有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？

（没有）

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？这说明什么？

（不同）（这说明额外功不同）

③额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？

（越少越好）

师：一定的总功中，额外功少意味着什么？

生：有用功多。

师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。为此我们引入一个新的物理量，叫做机械效率。

板书：

（二）机械效率的定义

有用功跟总功的比值叫做机械效率。

板书：

（三）机械效率的公式：

η=W有／W总

练习：

①计算课本例题中起重机的机械效率。

②计算学生分组实验中所用的简单机械效率。

师：由计算结果推知。

板书：

（四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。

三、小结

师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。

四、布置作业

五、教学反思：本节的重点在机械效率的计算，而要正确计算机械效率就必须掌握什么是有用功、什么是额外功，只要将这两项掌握，机械效率的计算就不成问题。

但是，学生对什么是有用功、什么是总功把握得不是很准，比如课后练习：起重机将3600N的物体举高了4M，起重机做了9600J的额外功，求起重机的机械效率。从作业结果来看，有近两成的学生把3600N的物体举高了4M所做的功14400J当成总功。如何让学生更好的认识什么是有用功、什么是额外功、什么是总功，将是我们完成教学任务的重中之重。