初中物理第九章简单机械第四节机械效率 第四课时

A OBM 图1图2图3广洋湖中心初中九年级物理“学思导学”学生学案课题简单机械和功（第4课时）课型复习授课时间主备人潘永飞复备人审核人潘永飞审核意见【导学】通过实验培养学生实验意识、实践能力以及创新精神．【学疑】1.探究目的: 探究杠杆的平衡条件实验器材: 杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、细线、和A。

探究假设: 杠杆的平衡可能与“动力和力臂的乘积”、“阻力和阻力臂的乘积”有关。

实验方案设计：步骤1、调节杠杆两端的 B ，使横梁平衡。

步骤2、在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码，（假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力F2，右端钩码的重力产生的拉力为动力F1，）先固定F1大小和动力臂l1的大小，再选择适当的阻力F2，然后移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l 2的数值，并将实验数据记录在表格中。

步骤3、固定F1大小和动力臂l1的大小，改变阻力F2的大小，在移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，记录下此时的阻力F2和阻力臂l 2的数值，并填入到实验记录表格中。

步骤4、改变动力F1的大小，保持动力臂l1的大小以及阻力F2大小不变，再改变阻力F2作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力F1大小和阻力臂l 2的大小，并填入到实验数据记录表。

步骤5、改变动力臂l1的大小，保持动力F1和阻力F2不变，移动阻力作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力臂l1、阻力臂l 2的数值，并填入到实验数据表中。

步骤6、整理实验器材。

数据记录: 实验数据记录表如下：动力F1/N动力臂l1/cm动力×动力臂/N•m阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力×阻力臂/N•m1 10 C2 5 0.1分析论证: 根据实验记录数据，探究结论是：D。

（1）依次完成上述探究报告中的A、B、C、D四个相应部分的内容：（2）在上述探究实验中，为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？。

一、杠杆1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。

杠杆有直的也有弯的。

2．杠杆的五要素（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。

（2）动力：使杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F1标出。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F2标出。

注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母L1标出。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2标出。

二、杠杆平衡条件1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。

2．杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。

由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。

因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。

3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。

而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。

三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆L 1>L 2 F 1<F 2 (动力<阻力） 省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等 费力杠杆L 1<L 2 F 1>F 2 (动力>阻力） 费力省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力）既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。

初中物理新授课“教案、学案一体化设计”案例课型新授课题机械效率课时 1 单位时间执笔教学目标1．知道有用功、额外功、总功的含义及三者的关系.2．理解机械效率的概念并能计算简单机械的效率.3．确认任何机械的效率都小于1.4．培养学生做任何事情都要注意效率的科学态度.教法通过想想议议导入新课，通过实验探究加深对机械效率的理解.学法课前：自学、想想做做.课堂：自主学习、实验探究、合作交流贯穿课堂始终.教具多媒体、斜面、小车、测力计等学具学案、实验探究器材教学程序设计教材处理设计师生活动设计个案设计一、课前复习（4分钟）二、导入新课（5分钟）三、问题探究1、有用功（5分钟）2、额外功3、总功4、机械效率（10分钟）导学提纲1、做功的两个必要因素是什么？2、功的公式是，单位是.阅读课本P86想想议议.分别计算三种情况下人做的功.思考并计算1、人提桶上楼时，对人体本身做功为，对沙子做功为，对桶做功为.2、人用动滑轮提桶，对动滑轮做功为，对沙子做功为，对桶做功为.3、人用动滑轮提口袋，对动滑轮做功做功为，对沙子做功为，对口袋做功为.4、在以上三种情况下哪些功是必须的？哪些功是可以想法减小的？思考如下问题1、在想想议议中哪些是有用功？额外功？总功？2、当你用水桶从井中提水的时候，你克服桶重所做的功是，如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带上一些水，这时你克服桶重做的功是.阅读课本P87并回答下列问题1、什么叫机械效率？2、机械效率的表达式是.3、为何机械效率总小于1？学生阅读.学生计算.小组交流.教师给出答案.学生：先阅读课本P87，思考屏幕出示的问题，然后小组交流得出结论.教师：先巡视各小组计算情况，然后给出三个定义.学生：看书了解机械效率的定义教师：出示大屏幕5、探究斜面的机械效率（10分钟）三、巩固练习（10分钟）四、布置作业（1分钟）4、如何提高机械效率？5、例题课本P88 （屏幕出示例题）分组实验探究斜面的机械效率阅读课本P88，利用桌子上的器材，先思考后实验，把实验现象填在课本P89表格里思考回答：斜面越陡，机械效率越，斜面越缓，机械效率越.1、机械效率是指，用公式表示为，机械效率通常是一个百分数，由于有用功总小于总功，机械效率必然.2、用动滑轮提升重物，物重为G=60N，动滑轮重20N（绳重、摩擦均不计），要使物体匀速上升2m，则拉力F= N，有用功W= J，滑轮组的机械效率=.3、一个斜面长3m，高1m.用50N的力将重为100N的物体匀速推到顶端，则在这个过程中有用功是J，总功是J，机械效率是.4、要提高机械的效率，可取的途径是（）A 增加有用功B 减少机械做功的时间C 尽量采取措施减小额外功跟总功的比值D 增加机械的功率5、关于机械效率，下列说法正确的是（）A 机械效率可提高到100％B 机械效率总小于1C 功率大的机械，机械效率高D 机械效率越高，有用功就越多课本P89 动手动脑学物理1-----4题学生：先思考交流，然后计算老师：点拨教师：引导学生思考，巡回指导学生：分组完成实验，交流学生：先练习，然后小组合作交流.教师：出示答案，重点点拨.板书设计第四节机械效率1、有用功——必须要做的功2、额外功——并非需要又不得不做的功3、总功——有用功加额外功市总共做的功4、机械效率——有用功跟总功的比值5、公式课后反思本节课课堂容量较大，学生对机械效率公式理解应用仍不到位，下节课需要进行进一步的训练.。

01 02功率表示做功的快慢，而机械效率表示做功的效果。

功率大并不意味着机械效率高，机械效率高也不一定功率大。

机械效率是有用功与总功的比值，而功率是单位时间内完成的功。

机械效率与功率的区别有用功与总功的计算有用功（W有）总功（W总）动力对机械做的功，即动力乘以动力作用点移动的距离。

计算公式为：W总=Fs，其中F为动力，s为动力作用点移动的距离。

机械效率的公式及计算步骤典型例题解析摩擦力的存在在机械运动中，相互接触的物体之间会产生摩擦力，阻碍物体的相对运动。

摩擦力的分类静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力，它们对机械效率的影响程度不同。

减小摩擦的方法采用光滑的表面、使用润滑剂、减小接触面的压力等，可以提高机械效率。

物重与机械效率的关系提高物重对机械效率的方法绳重和滑轮重对机械效率的影响绳重和滑轮重的影响减小绳重和滑轮重的方法选用光滑的材料润滑减少接触面积030201减小摩擦的方法增大物重的方法增加物体的质量改变物体的形状使用高密度材料减小绳重和滑轮重的方法优化设计选用轻质的材料通过优化绳索和滑轮的设计，例如减少不必要的结构或使用更高效的轴承，可以降低它们的重量。

减少附件和装饰实验目的和原理实验目的通过测量滑轮组的机械效率，了解机械效率的概念和计算方法，加深对机械能转化和守恒定律的理解。

实验原理机械效率是指有用功与总功的比值，用η表示。

对于滑轮组，有用功为克服物体重力所做的功，总功为拉力所做的功。

通过测量物体重力、拉力、物体上升高度和拉力作用点移动的距离，可以计算出滑轮组的机械效率。

实验步骤1. 组装滑轮组，将细线绕过滑轮组，一端固定在铁架台上，另一端连接弹簧测力计。

2. 在滑轮组下方挂上钩码，使滑轮组平衡。

3. 读取弹簧测力计的示数，记录拉力F的大小。

4. 使用刻度尺测量物体上升的高度h和拉力作用点移动的距离s。

5. 改变钩码的数量或位置，重复步骤3和4，进行多次测量。

数据处理与结果分析010*******自行车刹车系统刹车系统通过摩擦产生阻力，使自行车减速停车。

机械效率大单元教学设计案例一、单元主题。

机械效率：探索机械的效能与能量利用。

二、学情分析。

同学们，咱这班同学之前已经对简单机械（像杠杆、滑轮这些）有了一定的了解，也知道力在这些机械中的作用。

但是呢，对于机械在做功过程中能量到底是怎么个利用法，有多少被真正有效地利用了，还不是很清楚。

他们就像一群探险家，已经在机械的小岛上转了一圈，但还没发现宝藏（机械效率这个关键概念）在哪呢。

不过咱班同学好奇心强，动手能力也还不错，只要引导得好，肯定能在这个单元玩得转机械效率。

三、单元教学目标。

# （一）知识与技能目标。

1. 知道什么是有用功、额外功和总功，就像知道在一场表演里，哪些动作是真正有用的（有用功），哪些是附带的（额外功），总的表演就是总功。

2. 能准确地计算机械效率，这就好比计算你做一件事，真正有效的部分占整体的多少比例。

3. 了解影响机械效率的因素，就像知道是什么让一个机械在干活的时候效率高或者低，是机械本身的脾气（摩擦之类的），还是外界的环境（负载大小之类的）。

# （二）过程与方法目标。

1. 通过实际的实验操作，像摆弄滑轮组或者杠杆这些，去测量不同情况下的机械效率，这个过程就像是当小科学家，自己探索数据的秘密。

2. 学会分析实验数据，找出规律，这就好比从一堆乱麻里找出线头，知道怎么根据数据说事儿。

# （三）情感态度与价值观目标。

1. 培养节约能源的意识，知道机械效率低就意味着浪费能量，咱可不能当浪费能源的小坏蛋。

2. 体会到物理在生活中的广泛应用，让同学们觉得物理不是高高在上的东西，而是就在身边的小伙伴，能帮我们解决很多实际问题。

四、单元教学重难点。

# （一）教学重点。

1. 有用功、额外功和总功概念的理解，这可是基础中的基础，就像盖房子的地基，不搞清楚这几个功，机械效率就无从谈起。

2. 机械效率的计算，这是个硬本事，得让同学们熟练掌握公式，并且能在各种情况下准确运用。

# （二）教学难点。

1. 理解额外功产生的原因，这个比较抽象，像摩擦力这种看不见摸不着但又一直在捣乱的东西，得让同学们好好琢磨琢磨。