机械效率》教学设计
一、学习任务分析
从教材编排方面来看：“机械效率”紧跟在“功和功率”之后，学生在学习了“功和功率” 之后，“对于利用任何机械效率所做的功”印象比较深。由于受思维定势的影响，往往会认为“机械效率”与“功率”混淆，从而为本节的教学设置了障碍。再则，本节内容中涉及的公式、物理量有较多，无形中亦增加了教学难度。
二、学习者分析
从学生方面来看：由于机械效率概念涉及到“总功”、“有用功” 、“额外功”等概念，而功的概念本身又比较抽象，因而要区分并理解这些概念，对初中生来说，有一定的难度。要能轻松自如地解决有关机械效率的问题，关键是真正弄清有关概念，并能正确地加以区分。
三、课堂教学模式
我在教学中运用“新课引入T新课教学T应用与拓展T学习总结”课堂教学模式组织教学，
取得较好的效果。
四、学习目标
知识与技能：有用功、额外功、总功、机械效率。
过程与方法：合作探究、分析突破难点问题。
情感与价值：培养学生合作学习解决疑难问题的能力。
五、教学准备：弹簧测力计、定滑轮、不同规格的动滑轮、细线、钩码、铁架台
六、教学方法：合作讨论归纳观察
七、教学重点：有用功额外功总功机械效率
八、教学难点：机械效率概念的建立
九、教学过程：
（一）引入新课
演示实验：通过让学生思考前后两次拉同样重的勾码到相同的高度，手做功为什么不相同？学生猜想之后揭开谜底：一个是用手做功，而另一个是用机械（动滑轮）做功。通过用机械可以省力但不省功，设疑：用机械做功的效率怎么样？从而引入今天学习的课题。
二）新课教学
知识点1:什么是机械效率
1、分析比较演示实验中直接用手拉和用动滑轮拉所做的功，引出有用功、额外功、总功的概念。
有用功：为达到目的必须要做的功
额外功：我们不需要但又不得不做的功。
总功：有用功和额外功的总和。
2、引导学生讨论运沙的例子，加深有用功、额外功和总功概念的理解。
分析图片中，让学生在已经知道有用功、额外功、总功概念的基础上，说出三种方法的有用功、额外功分别是对哪些物体做功，并计算这些功及总功的大小。
3、引导学生分析三种办法中有用功在总功中占的百分比，从而引出机械效率的概念及计算公式n =Wo/W总，并指出n总是小于1,机械效率通常用百分数表示。
例题：起重机把质量为6000N的重物匀速提升了3m而它的电动机所做的功是34 000J , 起重机的机械效率是多少？
已知：G= 6000N h=3m W总=34000J
求：n =?
3 4
解: Wr用=Gh= 6X 10 N/kg X 3 m=1. 8X 10 J
W 总=3. 4X 104J
所以n = 1. 8X 104J/3.4X 104J=53%
答：起重机的机械效率是53%
知识点2 :影响滑轮组机械效率的因素
1、【实验】按如图所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，将三次实
乙丙
2、【小结】
(1).同一滑轮组，载重越大，机械效率越大，所以滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功占总功的比例，提高机械效率。
(2) .相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中动滑轮的自重，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。
(3) .改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，
以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。
3、【注意】在“测滑轮组的机械效率”的实验中，为什么要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数？
(1)如果不是匀速地拉，弹簧秤示数忽大忽小，则W总偏大偏小，且滑轮组对钩码的拉力
不等于钩码的重力，则W有偏大偏小，由n = w /W、算出的机械效率偏大偏小.
(2)如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小，n偏大
(3)如果在弹簧秤静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F偏小，n偏大。
(三)课堂练习
例题：如图所示滑轮组，被提起的是质量200 g的物体，对绳子自由端的实际拉力是0. 8 N,
当物体升高0.2 m时，求滑轮组的机械效率？
已知：m= 200g=0.2kg F=0.8N h=0.2m n=3
求：n =?
解：有用功为
Wr用=F'?s' =G- h=mgh=0. 2 kg x 10 N/kg x 0. 2 m=0. 4 J
动滑轮由3股绳子承担，所以
s=nh=3x 0. 2 m=0. 6 m
则总功为
W、=Fs=0. 8 N X 0. 6 m=0. 48 J
n =0.4 J/0 . 48 J=83 . 3%
（四）布置作业
1、课本88 页练习第1-4 题做在作业本上。
2、利用网络了解和收集生产中的各种机械的效率，以及通过什么途径来提高机械效率？
（五）板书设计：
第二节机械效率
一、有用功、额外功、、功
1. 有用功：为达到目的必须要做的功
2. 额外功：我们不需要但又不得不做的功。
3. 总功：有用功和额外功的总和。W总=W有用+W额外
二、机械效率
1. 定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。
2. 公式：n =W有用/W总（常用百分数表示，n <1）
三、滑轮组的机械效率的影响因素：
1 ．同一滑轮组，载重越大，机械效率越大
2．相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高3．改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，可提高机械效率
功率和机械效率 一、选择题 1、一个人用动滑轮提升一个重物，若用的力是100牛，重物在0.5秒内匀速上升0.6米， 不计滑轮重，则人对动滑轮做功的功率是（） A.300瓦 B.240瓦 C.120瓦 D.100瓦 2、使用杠杆、定滑轮、动滑轮、轮轴等简单机械，将同一重物匀速提升h。若机械的摩擦和自重均不计，下列讲法中正确的是（） A.因为使用定滑轮不能省力，因此使用定滑轮比使用杠杆做功多 B.因为使用动滑轮要费距离，因此使用动滑轮比使用定滑轮做功多 C.因为使用动滑轮要费距离，因此使用动滑轮比使用杠杆做功多 D.使用它们做的功一样多 3、跟用手直截了当做功相比，使用滑轮组做功能够（） A.省力和改变力的方向 B.省力和省功 C.省力和提升机械效率 D.省力和省距离 4. 一滑轮组，不计绳子与滑轮间及所有滑轮的轮轴之间的摩擦，用它提升一重为G的物资时其机械效率为80％.若用此滑轮组来提升一重为2G 的物资时，其机械效率( ) A.大于80％ B.等于80％ C.小于80％ D.无法确定 5. 1970年4月24日我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行，近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km，它从近地点向远地点运动时，下列讲法正确的是（） A. 势能减小，动能增大 B. 势能增大，动能减小 C. 势能不变，动能不变 D. 条件不足，无法判定
6. 关于机械效率，下列讲法正确的是（ ） A. 有用功越大，机械的机械效率就越高 B. 额外功越大，机械的机械效率就越低 C. 总功越大，机械的机械效率就越低 D. 有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就 越 高 7. 采取下列措施，能够提升机械效率的是 （ ） A. 有用功一定，增大总功 B. 总功一定，增大额外功 C. 有用功一定，减小额外功 D. 额外功一定，减小总功 8、如图所示的两个滑轮组，每个轮的质量都相等。用它们提升等重的物体时，作用在两个滑轮组上的动力分别为F1和F2，两个 滑轮组的机械效率分别为η1和η2。若不计摩擦，则下列 判定中正确的是（ ） A.一定是F1>F2 B.一定是F1
第3节机械效率 一、知识与技能 1. 了解什么是有用功、额外功和总功。 2. 理解什么是机械效率。 二、过程与方法 小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到二楼。请同学们根据需要，设计方案，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？ 1. 把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上； 2. 在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上； 活动2【讲授】机械效率 1.有用功和总功 假如用动滑轮提升沙子，用学具展示提沙子的过程，学生观察思考。想一想对谁做的功是我们需 要的？哪部分功是我们不需要，但不得不做的？ 对沙子做的功是我们需要的，把我们所需要的功称为有用功。 对提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功是我们不需要但是不得不做的。工作时，对于额外负担所不得不做的功称为额外功。 板书：有用功：我们所需要的功。 额外功：我们不需要但是不得不做的。 一共做的功等于什么？等于有用功与额外功之和。我们把一共做的功叫做总功。 板书：总功：有用功与额外功之和。 假如用斜面推沙子，有用功、总功、额外功各是多少？ 有用功：250X6=1500J 总功：200X10=2000J 额外功：2000-1500=500J
2?机械效率 工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。 板书：机械效率：有用功在总功中所占的比例，用字母n表示。 W有表示有用功；W总表示总功。那么，机械效率应该怎样表示？ 根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少？ n =1500/2000=75% 观察计算结果，对机械效率”你能发现什么？机械效率是一个比值，没有单位，小于1,常用 百分数表示。 3. 探究斜面的机械效率 同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗？请同学们再来观察 用斜面推物体的情景。 下面我们探究斜面的机械效率 板书：探究：斜面的机械效率 通过观察上面用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提岀什么问题？斜面的机械效率与斜 面的倾斜程度有什么关系？斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系？请同学们猜想上面提岀的问题。可能是在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机械效率越大。 请同学们根据提出的问题和做出的猜想，每一小组选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的方案。小组讨论，设计实验的方案。下面请同学们根据设计的实验方案，选择桌面上的器材进行 实验。分析实验数据，你能得岀什么结论？回想实验的过程，影响实验的误差是什么？ 活动3【活动】机械效率 通过本节课的学习，你有哪些收获？ 1 ?有用功、额外功、总功； 2 ?机械效率：定义、公式、计算； 3 ?探究：斜面的机械效率
力学考点（13）功和功率和机械效率 考点解读：功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 例题解析： 例1、(★)(06北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ） 解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B 、D 三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A 、B 、D 两图的人都没有对物体做功。 C 图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。 答案：C 例2、 (★★★)(06江苏南通海门)如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F ，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s ，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析：三种情况下拉力做的功就只 需比较拉力的大小和沿拉力方向移 动距离的长短，不要受干扰条件平 面或斜面及向上或向下运动的影 响。本题中这两个因素都相同，所 以做功一样多。 答案：C 例3、(★★★★★)(06北京大纲卷)如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和物体B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，为F 1；当提升物体B 时，小民 对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质 量为50kg 。假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直 向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F 2:F 1= ________ 。 解析：这是一道比例型题，由于小民对地面的压力F 1=G 人-（G A +G 0）/2, 小民 对地面的压力F 2= G 人-（G B +G 0）/2,要求出F 2:F 1必须先解出动滑轮的重G 0。根据 当提升物体A 时，滑轮组的机械效率 %75%100)(%1000 0=+=?+=?=G G G h G G h G W W A A A A 总有A η，可解得G o =300N,然后代 入可求得F 2:F 1=5：1; 例4、(★★★★)(06广东汕头)一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的 盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km 的山项时，耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 解析：(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s ；(2)汽车发动机牵引力做的功 W=FS=4000N ×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 例1图 例2图 例3图
功功率机械效率复习1?做功的两个必要因素： ⑴有力作用在物体上 ⑵物体在里的方向上通过段距离 2. 功的计算公式 W=FS 3. 功率的物理意义 表示做功快慢的物理量 4?功率的定义 单位时间内所做的功 5?功率的计算公式 P=FS/T=F*S/T=FV 6.机械效率 ㈠总功是有用功与额外功的总和 ㈡W总=W有用+W额外 ㈢n =W t /W总 7?滑轮组机械效率公式（忽略摩擦力与绳重） n二W有用/W总 二Gh/Fs 二G/Fn =G/Fn二G/（G+G 动滑轮）
=G/G 总
T F=1/n ?G 总 G为物重， h为物体上升的高度， F为拉力大小， s为绳子上升的高度， n是绳子绕数(与动滑轮相连的)。 或： n二W有用/W总 =Gh/G 总h 二Gh/(G+Go)h =G/(G+Go) G总为动滑轮与物体总重， Go为动滑轮重 8.斜面机械效率公式 n二W有用/W总二Gh/FI G为物重，h为斜面竖直高度，F为拉力大小，I (Iong )为斜面长度。 9?功练习题 1?重为1000N的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m，小车所受的阻力为车重
的0.3倍，则拉力对小车做的功为_______ J;小车重力做的功为 _____ J. 2. 在生产和生活中，经常见到这样的情形，用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢，修盘山公路 使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析，它们的物理模型属于同一种简单机械， 即 ______ ，这种简单机械的优点是______ 。 3. 某商场扶梯的高度是5m,扶梯长是7m,小明体重为600N。 扶梯把小明从三楼送上四楼 的过程中对小明做功 ______ J。 4. 如图所示,物体A 通过滑轮在水平拉力F 的作用下沿水平面以 1m/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为4N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦,那么物 体A与水平面的摩擦力大小为___________ N。拉力F在10S内做的功为_______ J。 5. 水平面上有A、B两个物体，用水平推力F1使物体A前进10m 做功W焦耳，用水平拉力F2使物体B前进15m做功2W焦耳，则F1 与F2 的大小之比F1:F2 ____________ 。 6. 根据右图所示情景,请你提出一个与物理知识有关的问题,并 作简答. 问题：
机械效率 学校：姓名：班级：考号： 评卷人得分 一、第II卷（非选择题） (). A. 增加提升高度 B. 增加滑轮的重 量 C. 提起更重的物体 D. 三种说法都 对 2. 机械甲的机械效率比机械乙的机械效率高,这表明( ) A. 甲做的有用功比乙做的有用功多 B. 甲做的总功比乙做的总功少 C. 做相同的总功,甲做的有用功比乙做的有用功多 D. 做相同的总功,甲做的有用功比乙做的有用功少 3. 关于功、功率、机械效率说法正确的是( ) A. 功率越大,做功越快,机械效率越大 B. 做功越少,功率越小,机械效率越小 C. 功率越大,反映做功越快,与机械效率无关 D. 机械效率越大,表明它做的功越多 4. 关于机械效率,下列说法中正确的是( ) A. 机械做功越快,机械效率越高 B. 机械所做的总功越少,机械效率越高 C. 机械做的有用功在总功中占的百分比越大,机械效率越高 D. 机械做的额外功在总功中占的百分比越大,机械效率越高 5. 如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2 m。已知G＝18 N，F ＝10 N这一过程中，不能得到的结论是( ) A. 绳子自由端上升0.4 m B. 拉力F做功 4 J
C. 动滑轮重为2 N D. 该动滑轮的机械效率为90% 6. 用图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮重20 N、绳重和摩擦不计。则( ) A. 手的拉力:F 甲=F 乙 ;机械效率:η 甲 =η 乙 B. 手的拉力:F 甲
功、功率和机械效率 功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 考点一：力学中做功的条件 例1、(★)(北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（） 解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B、D三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A、B、D两图的人都没有对物体做功。C图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。 跟踪巧练：1、下列关于力做功的说法，正确的是（） (A) 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 (C) 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 2、如图所示描述的力，有对物体做功的是（） 熊猫用力举着杠铃不动用力拉绳匀速提升重物用力搬石头没搬动用力提着水桶沿 水平方向移动 A B C D 考点二：功和功率的概念及有关计算 例2、如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析：三种情况下拉力做的功就只需比较拉力的大小和沿拉力方向移动距离的长短，不要受干扰条件平面或斜面及向上或向下运动的影响。本题中这两个因素都相同，所以做功一样多。 例3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路 匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时，耗时15min, 汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车 发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 例1图
机械效率计算题 一、上拉问题 1．用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉才能将物体匀速拉起？ 2工人利用如图11.A.15所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。 (1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起。 求该滑轮组此时的机械效率。 (2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m， 求拉力F在这一过程中所做的功。 图11.A.15 3一个工人用如图11.8.4所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，求（1）有用功，（2）总功，（3）机械效率 4滑轮组将重500N的物体，举高60cm的过程中，机械效率为80％，求（1）此过程中有用功和额外功，（2）若不计滑轮摩擦及拉线的质量，求动滑轮重，（3）当提升重物为400N时，求此时滑轮组的机械效率 5用某滑轮组测其机械效率时，所得的实验数据如下表所列： 物重（牛）物体升高的高（米）拉力（牛）绳子自由端移动距（米） 4 0.2 1 .4 0.8 求（1）有用功，（2）拉力做的总功，(3)该滑轮组的机械效率（4）画出滑轮组（要求滑轮个数最少）
6某建筑工地用如图9—6—11所示的滑轮组匀速提升重量为l 500N的货物，用600N的力向下拉绳，在30 s内将重物提升了10 m，则： (1)有用功W1为多少?(2)拉力F做的总功W2为多少? (3)滑轮组的机械效率η为多少? (4)拉力F做功的功率P为多大? 7图中，物体G的重为16 N，手拉绳的力为10 N．当物体被匀速向上拉动提高h时，动滑轮的 机械效率为(不考虑摩擦)．若想增大动滑轮的机械效率，可采用的方法是·(答 一种即可) 8如图9—6—20所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图.他做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m，不计绳重及摩擦.请你回答： （1）小明所用的拉力是多少N？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）根据题目所提供的相关信息，还可以求出其它一些物理量.请从中任选两个并加以解答. 9如图9—6—21所示，某矿产工人用200 N 的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面匀速向右运动，在10 s内将矿井里质量为32kg的物体提升4 m。根据题给条件，请你计算出与本题材有关的5个物理量，要求写出简要说明和结果。（g 取10 N / k g） 2．1如图9—21所示， 10（提高题）小马用如图9—6—22滑轮组抬高重5N的小车．若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题： (1)若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大? (2)若考虑动滑动重量，此时弹簧测力计的示数是2．5 N，则该机械效率是多大? (3)当动滑轮总重超过多少时，使用该滑动组提该小车不再省力?
中考物理功、功率和机械效率专题复习本讲内容是河北省中考中的重点内容，主要考查：判断物体是否做功、功和功率的计算，机械效率的计算、机械效率的大小比较及探究滑轮组机械效率的影响因素，综合性强、难度较大．题型多以选择、计算出现． 功、功率 1．功 【提示】在利用功的计算公式进行计算时，力与物体移动的距离在方向上必须一致．
2．功率 【提示】 功率表示做功的快慢，功表示做功的多少．一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大．在分析功和功率的关系时，必须考虑时间的因素． 机械效率 _______________
命题点1 功和功率的计算 (自贡)下列说法中正确的是( ) A ．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功 B ．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功 C ．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功 D ．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功 力学中的功必须同时具备做功的两个必要因素，两者缺一不可．据此可以总结出不做功的三种情况：1.不劳无功，具体说就是物体不受力，就不存在做功的问题；2.劳而无功，就是虽然有力作用在物体上，但物体没有动，这时力也没有做功.3.没成效则不做功，物体既运动又受力，但由于运动方向与力的方向垂直，所以力不做功． 1．(咸宁)如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是( ) A ．大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功 B ．起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功 C ．举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功 D ．足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功
寨河中学2012-2013学年第二学期导学案 印前签字： 班级： 姓名： 课 题： 第十二章 第3节 机械效率（第一课时） 课时安排： 二课时 年 级： 八年级 科 目： 物理 设 计 者： 马学军 内 容 学习注解 学习目标： 知识：了解什么是有用功、额外功和总功；理解什么是机械效率。 技能：知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道械效率总小于1。 情感态度与价值观：培养学生注重效率的科学态度。 重点：理解有用功、总功、机械效率。 难点：有用功、额外功的理解、机械效率计算。 学习过程： 一、知识提要： 第3节 机械效率 1.有用功和额外功： （1）为了达到某一目的，必须做的功叫有用功； （2）为了达到这一目的，工作时并非需要的，但不得不做的功叫额外功； （3）有用功加额外功是总共做的功，叫总功。 2.机械效率： （1）定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。表达式：W 总＝W 有+W 额 （2）公式：总 有W W =η ①η：汉语拼音读法是aita ；②η通常用百分数表示，无单位；③η <100%。 （3）提高机械效率的办法：① 减轻机械自重；② 使摩擦力减到最小。 二、巩固复习 1.功的定义：力学中， 。 计算公式： 。 2.功率的定义： 。计算 公式： 。 三、自主学习，合作探究，展示汇报 1.有用功和额外功。 （1）导入：生活中我们常常会遇到“效率”这个词，例如学习效率、工作效率等。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，我们称为机械效率。要研究机械效率，就要先研究使用机械做功的情况。 （2）例如:工人把重120N 的建筑材料装在重5N 的口袋里提到2m 高的平台上。 思考：这个例子中工人做了多少功？哪些功是为了达到工作目的必须做的，哪些 功并非我们需要，但是为了达到工作目的不得不做的？ 分析：工人做了 J 的功，其中 J 必须， J 并非需要，但不得 不做。 （3）阅读课本P85－86上面这部分内容。 （4）小结：像上面的例子中， 叫有用功。 叫额外功。 ，叫总功。表达式： 。 2. 机械效率：阅读课本P86的上机械效率前两段内容。 小结：额外功存在是不可避免的。人们使用各种机械时，总希望额外功做得少些，即有用功在总功中所占的比例大些，这个比例，物理学中用机械效率来表示，各种机
功功率机械效率 1．林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于() A．0.02 J B．0.2 J C．2 J D．20 J 2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是() A．功率大的机械，做功一定多B．做功快的机械，功率一定大 C．效率高的机械，功率一定大D．做功多的机械，效率一定高 3．(2012年北京)水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动了一段距离，则下列判断正确的是() A．文具盒所受的重力做了功B．文具盒所受的支持力做了功 C．文具盒所受的拉力做了功D．没有力对文具盒做功 4．如图9-1-9所示，拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是() A．拉力F做的功是有用功B．提升动滑轮做的功是额外功 C．拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D．物体越重，滑轮组的机械效率越低 5．小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组，如图9-1-10所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)() A．F1>F2，η1＝η2B．F1>F2，η1>η2 C．F1 功、机械效率和功率综合训练试题(三) 1．如图14所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。 求：（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；（2）拉力F的大小；（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。 图14 2．(8分)如图26所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小． 3．某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当汽 车匀速行驶时，求：(l）发动机所提供的牵引力大小；(2）行驶速度的大小；(3）行驶5min牵引力所做的功。 4.（6分）如图23所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿 斜面以0.2m/s的速度拉上来，求：（1）所需拉力F是多少？（2）机械的总功率是多少？ 5. 维修楼房的工人，用如图（21）所示的装置提升水泥。图中OM为一根硬支柱，PQ为一根硬杆，硬杆的P端焊 接有一个定滑轮，（硬杆和定滑轮的重力可忽略）。Q端固定一个重物B，重物B的质量是180kg，图中动滑轮D 的质量是10kg。支柱M点到水泥G的重力作用线的距离是 1.0m，到重物B的重力作用线的距离是 1.5m。忽略所有的摩擦，（计算时滑轮的大小、重物B的大小都可忽略），当把200kg的水泥，从楼底匀速提升到10m高的楼顶上时。取g =10N/kg，求：（1）拉力F做功多少？（2）滑轮的机械效率η是多少？（3）重物B对地的压力是多少？ 6、如图所示滑轮组将铁球打捞出水面，不计摩擦、绳重、水的阻力．水深5m，铁球重1400N，作用在绳端拉力F 的功率1500W，铁球未露出水面前滑轮组的机械效率为80％，铁球密度7.0×103kg／m3，湖水密度 1.0×103kg/m3，g 取10N／kg．求：（1）铁球浸没水中时匀速提起的速度v1和铁球完全露出水面在空气中匀速提起的速度v2之比；（2）从铁球恰好完全提出水面到铁球距水面2m处的过程中克服动滑轮重力做的功． 第3节机械效率说课稿 一、教材分析 （一）教材的地位：本节主要包括“有用功、额外功和总功以及机械效率两 大方面的内容，它既是前面的知识的延伸，又是功的知识在生活实际中广泛的应用，而机械效率对学生今后参加社会实践具有非常重要的指导意义。 (二)教学目标 1.知识与技能 ⑴知道有用功、额外功和总功及其它们之间的联系。 ⑵理解机械效率，会用有关公式进行简单的计算。 ⑶知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。 2.过程与方法 ⑴通过探究动滑轮的使用，认识和体会物理概念。 ⑵通过实验与讨论，认识提高机械效率的方法。 3.情感、态度与价值观 ⑴让学生体验活动带来的乐趣。 ⑵知道提高效率的实际意义，从而增强节约能源意识。 (三)重点和难点 1.重点：体会有用功、额外功、总功及其理解机械效率。体会有用功、额外 功和总功是建立机械效率的需要，而成为重点；机械效率具有较强的现实指导意义，必然成为重点。 2.难点：机械效率由于它涉及面广，内容抽象，比值法定义物理量学生较难把握，从而形成难点。 (四)课时安排：第一课时，通过活动知道有用功、额外功、总功和初识机械 效率；第二课时，通过练习来加深本节知识的认识和理解。（下面的教学设计是以第一课时为依据） 二、教法与学法 “教无定法，贵在得法”。教师根据自己对教材的理解，教学条件及其学生 情况，来选择有效的教学方法，是取得良好的教学效果的保证，本节课就是根据教学内容、教学目标、学生的知识水平及其实验能力的要求，精心设计实验，让 学生通过活动认识概念，教师讲解体会概念，通过对实验数据的对比讨论来理解 概念。具体的教学过程涉及的主要方法是：教师讲解法和举例讲述法，学生实验探究、自学讨论法等。 三、设计思路 1.教学设计：本节课在教学设计过程中，既要利用学生原有知识水平和实验 能力，又要考虑学生需要借助具体事物来帮助思维的情况。因此本节课是以“再探动滑轮的活动”为核心实验，利用各种不同的动滑轮，先让学生参与活动和讨论，来认识体会有用功、额外功和总功；再让学生利用数据进行计算，认识机械 效率的公式应用；最后通过结果差异的原因分析，从而使学生知道影响机械效率的因素及提高机械效率的方法。 2.重点突出，难点突破。 本节课有两个方面的重点，一是有用功、额外功和总功；二是机械效率。对 于有用功、额外功、总功的突出方法是：先由学生从实验中体会感知，然后由教 师讲解认识，接着通过实例分析来达到理解应用。而对机械效率是利用实例分析引入，教师强调说明和学生的计算、讨论的方法来突出其重点。 机械效率这个难点，针对它形成难点的原因，先让学生充分认识、理解相 关的物理量、再借助实例分析、实验数据计算及其讨论分析的方法来帮助学生思维；初步理解机械效率，最后再由例题和练习来巩固对机械效率的认识，以达成理解应用机械效率的水平。 四、教学流程设计 1.新课导入：教师直接引入：“现代的社会是效率的社会，处处都讲效率， 我们使用机械也要讲效率，什么是机械效率呢？下面我们就通过实验来认识这个 问题。” 2.新课学习 ⑴学生活动：教师课前要精心准备器材，将器材分为三类，区别就是所用的动滑轮。（较轻的塑料滑轮，较重的铁滑轮及转轴不灵活的塑料滑轮三大类）， 然后指导学生按教材中的要求完成活动“再探功滑轮”，并设计好表格，记录好 数据。 ⑵教师讲解：教师在学生完成活动和思考讨论“想一想”的基础上，借助实 物说明使用机械的目的，解释什么是有用功、总功和额外功及其它们之间的关系。 ⑶阅读体会：教师讲解完上述概念后，留一些时间给学生阅读相关教材，来体会认识有用功、总功和额外功及其它们之间的关系。 专题十 功、功率、机械效率的计算 一、内容解读： （一）功 1、做功的两个因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 2、功的计算公式W Fs =，其中F 代表作用在物体的力，s 代表物体在力的方向上移动的距离，功的单位是J 。 （二）功率 1、单位时间是完成的功，叫做功率，它是反映机械做功快慢的物理量。 2、计算公式：功率=功时间，即t ＷＰ＝将它变形得到两个变形公式。 W W Pt t P ==和，可分别求功和时间。功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W ，常用单位还有kW ，叫千瓦，它与W 之间的换算关系为1kW=103W 3、对公式W P t = 的分析 根据W P t =可知，当P 一定时，W 与t 成正比。换句话说，使用功率相同的机械，做功时间长的做的功就多。 当W 一定时，P 与t 成反比。换句话说，做相同的功时，时间用得少的机械的功率大。 当t 一定时，W 与P 成正比。换句话说，做功时间相同时，功率大的那台机械做的功就多。 （三）机械效率 1、机械效率被定义为：有用功与总功的比值，用希腊字母“η”表示。 100W η=?有用 总Ｗ﹪ 2、滑轮组机械效率的计算 100%%n η??总有用Gh ＧＷ＝Ｇh,W =Fs,=＝Fs Ｆ，其中G 为提升的物重，h 为物体升高的高度，F 为施加在绳子自由端拉力，s 为绳子自由端移动的距离，n 为吊起动滑轮绳子的段数。若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为： 100G η=?+物 动物％ＧＧ 3、斜面的机械效率 100%η?Ｇh ＝FJ ，其中G 为沿斜面向上推的物体受到的重力，h 为斜面的高，1为斜面的长，F 为沿斜面向上的推力 4、其他机械的机械效率 100W η=输出输入＝％Ｗ §5 机械的效率和自锁 填空题： 1．设机器中的实际驱动力为r P ，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动 力为r P 0，则机器效率的计算式是η = r P 0/r P 。 2．设机器中的实际生产阻力为r Q ，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服 的理 想生产阻力为r Q 0,则机器效率的计算式是 η= r Q /r Q 0 。 3．假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为1η和2η，则该机器的传动效率为 1η*2η 。 4．假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为1η和2η，则该机器的传动效率为 （P 1*η1+ P 2*η2）/(P 1+P 2) 。 5. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角 ；转动副的自锁条件是 外力的作用线与摩擦圆相切或相割 ；从效率观点来分析，机械自锁的条件是 效率小于等于零 。 综合题1： ^ 某滑块受力如图所示，已知滑块与地面间摩擦系数f ，试求F 与Q 分别为驱动力时的机构运动效率。 F 为驱动力：f tg 1 -=? 于是由正弦定理：) 90sin() 90sin(0 ?θ?--+= Q F 令0=?，得) 90sin(0 0θ-=Q F 因此，其效率为) 90sin()90sin() 90sin(0 0θ??θη-+--== F F 当Q 为驱动力，F 变为阻力，取?-代替上式中的? θ- ) 90sin() 90sin(90sin(0 000?θ?θη+---==）F F 第四章习题中，综合题5，要求计算该机构效率。（可直接利用前面的计算结果） ` 153077 .8==-f tg ? … 由正弦定理： )90sin()2180sin(0 210?βγ?-=--+R P 和) 90sin()2sin(012??β+=-R Q 于是 Q P *-+*---+=) 2sin()90sin()90sin()2180sin(00?β??βγ? 代入各值得：N P 7007.1430= ^ 取上式中的0 0=?，可得N P 10000= 《功、功率和机械效率》专题复习课教案 一、复习课教学目标： 1、 通过知识要点复习和习题练习，理解功(有用功、总功、额外功)、功率和机械效率的概念。 2、 理解公式W =FS 、P=W /t=F v 和η=总有用 W W =nF G FS Gh ，并会运用它们；学会用其它知识 （如P=UI 、W=mgh=ρgvh 、力的分析等）与本部分知识结合的综合解题能力。 3、 熟悉这些年这部分知识的升学试题的特点，了解出题方向，掌握基本的解题思路，提高应试能力。 4、 锻炼克服困难的能力和意志，磨练出解题意志和心理承受能力。 二、复习知识要点： 1、 功： （1） 做功的两个必要条件：物体受到力的作用，物体在力的方向上移动了距离。 （2） 做功的实质：使物体的动能、势能或内能发生了变化。 （3） 功的公式：W =FS 公式中的单位要求：此略 （4） 对功的适应性练习（以下内容在复习时插入讲课中，不需要停下课操作）： A 、 判断是否做功问题： a 、用50N 的拉力拉物体，物体不动。答： 。 b 、正在光滑的水平冰面上自个做匀速滑行的冰块。答： 。 c 、小明满头大汗地举着杠铃，一动也不动。答： 。 d 、搬起一块石头。答： 。 e 、用水平方向的力把桌子推动了。答： 。 B 、 判断做功的力问题： a 、 重为50N 的物体在15N 的水平拉力作用下，匀速水平运动。 b 、 足球在球场上快速运动，最后停了下来。 c 、 重为20N 的物体在15N 的竖直向上的拉力作用下，下降了2米，落回地面。 C 、 简单计算题： a 、物体甲重为20N ，在15N 的水平推力作用下，匀速前进了2米。推力做的功 为 J ；重力做的功为 J 。 b 、物体甲、乙的质量之比为2:3，在分别受到30N 和50N 的拉力作用下，均沿 着水平地面匀速运动，所前进的距离之比是5：3，则拉力对它们做的功的是 。 （5）功的原理：适用任何机械都不省功（但可以省力）。 2、 机械效率 （1） 有用功：对我们是有用的，是我们所需要的功。用W 有用表示。 （2） 额外功：在对物体做功时，由于摩擦等原因额外增加的功，是不得不做的功。 符号：W 额外。 （3） 总功：W 总=W 有用+ W 额外 （4） 机械效率：η=总有用 W W 机械效率总是小于1的原因：略 （5） 斜面的效率：η=FS Gh （6） 提高机械效率的意义：略 （7） 适应性（最基础）练习：（基础性练习是教师边讲课边举例进行的即时练习） 第十二章简单机械 12.3 机械效率 导学目标： (1 )能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。 (2)明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的 计算。 (3)能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。 重点：机械效率的概念和有关计算。 难点：测量滑轮组的机械效率。 导学方法：实验探究法、讨论法 课时：1课时 导学过程 课前导学 1 ?无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功必须要做的，叫做______________ 功。用_______ 表示。若用滑轮组提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受重力以及摩擦力等因素的影响 而多做一些功，这部分功叫做___________ 功，用 ______ 表示。 2.有用功与额外功之 _______ 是总共做的功，叫做_________ 功，用 _______ 表示。 W总= ___ + __________ 3.物理学中，将有用功跟总功的 __________ 叫做机械效率。如果用n表示机械效率，那么有 n= ______________________ 4.有用功一定时，减小额外功， ______________ 机械效率n。如提升重物______________ 时， _________ 摩擦，___________ 动滑轮的重力。 课堂导学 一、力 1 ?无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功必须要做的，叫做______________ 功。用_______ 表示。若用滑轮组提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受重力以及摩擦力等因素的影响 而多做一些功，这部分功叫做___________ 功，用 _______ 表示。 2._______________________ 有用功与额外功之___________ 是总共做的功，叫做功，用表示。 3.物理学中，将有用功跟总功的__________ 叫做机械效率。如果用n表示机械效率，那么有 机械效率和功、功率专题复习 1、关于机械效率，下列说法正确的是：() A．机械效率越高，所做的有用功越多B．总功少的机械，机械效率高 C．额外功少的机械，机械效率高D．总功一定时，有用功多的机械效率高 2、如图所示的装置，在相同的时间内，同样的大小的力F1、F2，把物重相等的物体G1、 G2提升相同的高度，比较甲、乙两装置的机械效率1、和F1、F2做功的功率p1、p2( ) A、＞，p1＞p2 B、＜，p1＜p2 C、＞，p1＜p2 D、=，p1＝p2 3、质量是10kg的物体a放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体A以0.5m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，弹簧测力计的示数如图，则() A.作用在绳端的拉力f为3.6n B.水平桌面对物体A的摩擦力为98n C.在1s内拉力f做功5.4J D.拉力f的功率为10.8W 4、小红同学用如图所示的滑轮组提高重6N的小车。若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是______N；若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是__________；当动滑轮总重超过__________N时，使用该滑轮组提该小车不再省力。(不考虑摩擦和绳重) 5、如图所示，质量为50kg的物体A置于粗糙的水平地面上，用两个滑轮按图连接，当水平拉力F为120N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进0.5m所用的时间为10s （绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦都不计）。则物体A受到的摩擦力为___________N，拉力F做功的功率为___________W。（g取10N/kg）功、机械效率和功率培优试题
人教版初二物理下册第3节机械效率说课稿.doc
功、功率、机械效率的计算
第5章 机械的效率和自锁(有答案)
专题21：功 功率 机械效率2 基本概念 讲义
第3节机械效率学案
初中物理机械效率功及功率专题复习
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