第3节 机械效率

第十二章、第3三节、机械效率导学案

一、导学要点

1．有用功：定义：使用机械做功时，对人们有用的功。（由人为目的和而定）

公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 斜面：W有用=Gh

2．额外功：定义：使用机械做功时，并非我们需要但又不得不做的功。（主要来源于额外重力及有害机械摩擦）

公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

斜面：W额=FL即：Gh=FL

3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功

公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η

斜面：W总= fL+Gh=FL

4．机械效率：

①定义：有用功跟总功的比值。 ②公式： 斜面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组：

③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5．机械效率的测量： ①原理：

②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳自由端移动距离S。

③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数稳定。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B、提升重物越重，做的有用功相对就多。

C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

二、导学练习

1．从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N．若此人的目的是为了提水，则机械效率为

，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为

．

2．某人用机械做了8000J的功，其中额外功是有用功的31，那么该机械做的有用功是 J，机械效率是 ．

3．用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功是 J，总功是 J，这个动滑轮的机械效率为

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WW

①：汉语拼音读法是aita；②通常用百分数表示，无单位；③ <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。

第3节 机械效率

知识点讲解

知识点 一 有用功、额外功

例1、体重是400N的同学用重10N的水桶，提起重为100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用，完成这一次提水，做有用功和额外功分别是（ ）

A．500 J 50 J B．500 J 2050 J

C．550 J 2000 J D．2500 J 50 J

针对训练

1、体重是400N的同学用重10N的水桶,提起重为90N的水沿楼梯拿到距地面5m高的宿舍里使用,完成这一次提水,求：（1）做的有用功是多少?（2）额外功是多少?

2、如图用三种方法把砂子运上三楼，根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为______J，其中一种方法做的总功最少，等于______J．

知识点二：机械效率

例1、1.用定滑轮匀速提升重为180N的物体，所用拉力为200N，物体升高2m．此过程中，有用功为________J，定滑轮的机械效率为________．

例2、.某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子的自由端被拉下2m。求：

(1拉力F所做的功；

(2滑轮组的机械效率；

(3滑轮组中动滑轮的重力(不计摩擦和绳重。

例3、如图所示，在水平桌面上放一个重300N的物体。物体与桌面的摩擦力为60N，水平拉力F＝50N，物体匀速向左移动2m时，该滑轮组的机械效率为________。

针对训练

1、如图所示是工人师傅往高处运送货物的两种方法．物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）

A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力

B．甲图中的拉力小于乙图中的拉力

C．甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率

D．甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率

2、工人师傅用如图所示的滑轮组，把重为450N的箱子匀速提升5m，所用的拉力为250N。(不计绳重和摩擦，g＝10N/kg。求：

第3节《机械效率》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

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。

（二）过程与方法

1．通过探究使用动滑轮的特点，知道使用机械就要做额外功。

2．通过实验与讨论，认识提高机械效率的主要方法。

（三）情感态度与价值观

知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。

二、教学重难点

本节内容由“有用功和额外功”“机械效率”两部分构成，机械效率是本节教学的重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功，使学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，激发学生的学习兴趣，同时增加他们的实践体验。

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。

三、教学策略

以“利用动滑轮提升重物”为背景，提出问题：动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗？让学生猜测并设计实验来验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现，动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功，以及它们之间的关系和效率的概念。通过理解、运用机械效率解决实际问题，认识到提高机械效率的两种方法：减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题之后，把效率问题延伸到学生的学习和生活中。使学生明白只有提高学习效率才能顺利完成任务。

四、教学资源准备

多媒体设备、实物投影仪、动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。

五、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

导入新课

（5分钟） 小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，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？