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第十二章 简单机械 第三节 机械效率 1课时 新授课 【教学目标】 知识与技能 （1）能结合实际实例认识什么是有用功、额外功和总功； （2）理解机械效率的概念，知道机械效率是小于1的，能用机械效率的公式进行简单的计算。 过程与方法 通过经历测量滑轮组的机械效率的过程，了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。 情感、态度与价值观 关注生产、生活中各种机械的机械效率,具有用机械效率来评价机械的意识。 【教学重难点】 重点点拨：绳端移动的距离为27m. （六）拓展：若水平方向拉动物体，有用功如何计算? 过渡语：既然使用各种机械做功时，不可避免的要做额外功，而人们又希望比较有用功占总功的比例，因此引入了机械效率的概念。 组织学生看书“机械效率”的概念及表达式。 点拨：（1）“机械效率”的含义：机械效率反映的是有用功跟总功的比值的高低，而不是有用功或总功的大小。并举例说明: 如：起重机的机械效率为40℅，抽水机的机械效率为60℅. 也就是说1、起重机做功时有用功在总功中占有40%，另外的60％是额外功．抽水机做功时有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功. 2、起重机的有用功占总功的比值小于抽水机的有用功占总功的比值；但是起重机做的有用功不一定比抽水机做的有用功 少，而起重机做的总功不一定比抽水机做的总功多。 （2）（3）求解机械效率的思路：先求有用功：W有=Gh或W有=fS 再求总功：W总=FS；最后求机械效率： 例题：用一个动滑轮把500N的重物 提高1m，所用的拉力是300N，在此过程中有用功为多少？总功为多少？动滑轮的机械效率为多少？ 注：一个同学到黑板板演，其余同学在下面做。 拓展：机械效率的变形公式： 2、组织学生汇报、讨论、交流课前收集的常见机械的机械效率值，同时老师用课件展示。 提出问题：要测如图所示滑轮组的机械效率，需要哪些器材？需要测哪些量？ 2、组织学生检查器材是否齐全。 3、按照步骤进行实验： （1）按照图示安装滑轮组，算出钩码的重力并记下钩码和弹簧测力计的位置。 （2）匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S. （3）算出有用功W有，总功W总，机械效率，并填入表格。 （4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验。 实验表格： 次数 钩码的重力G/N 提升的高度h/m 有用功 W有/J 拉力F/N 绳端移动距离S/m 总功W总/J 机械效率 1 2 3 注：学生实验过程中，将实验步骤及实验表格用大屏幕展示出来供学生参考。 小结：根据实验数据小结同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的，随所提升重力的增大而升高。 拓展:思考若用不同的滑轮组提升相同的重物，机械效率是否相同？且用实验验证。（用两定、两动的滑轮组提升与上面相同的重物） 过渡语：使用机械时，机械效率越高越好，那么如何提高机械效率呢？ 组织学生从影响一个机械的机械效率高低的影响因素额外功的角度，提出提高机械效率的方法。 复习回顾：1、使用杠杆、滑轮均可以省力。 2、如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，则这个力就对物体做了功； 功的计算公式：W=FS 计算直接用弹簧测力计提升钩码所做的功：W=Gh =1N×0.1m=0.1J 计算用动滑轮提升钩码所做的功： W=FS =0.6N×0.2m=0.12J 不省功；（且费功） 以小组为单位交流、讨论、分析：使用机械时，不仅对提升物体做了有用的功，同时还要对动滑轮的重以及摩擦做额外的功。 由于目的是提水，故提水做的功是有用功，提桶做的功是额外功。 由于目的是捞桶，故提桶做的功是有用功，提水做的功是额。 有用功的计算方法： W有=Gh； 总功的计算方法： W总=FS W总=FS =80N×27m=2160J W有=Gh =200N×9m=1800J. W额= W总－W有 =2160J－1800J =360J W有=fS,其中f代表物体与接触面的摩擦力，S代表物体水平移动的距离。 有用功跟总功的比值叫做机械效率。 表达式为： 由于使用各种机械时，不可避免的要做额外功，因此有用功占总功的比一定小于1；而功比功单位消掉，故无单位。 求解：W有=Gh=500N×1m=500J W总=FS=300N×2m=600J = 500J/600J=83.3℅ 展示课前准备的常见机械的机械效率值。 以小组为单位交流、讨论，得出结论： 器材：定滑轮、动滑轮各一个，弹簧测力计、钩码、细绳、刻度尺、铁架台。 需测的量：钩码的重G，钩码被提升的高度h,拉力F和绳端移动的距离S 学生检查器材是否齐全 小组同学交流合作，按照步骤进行实验， 并将实验数据填入表格。 分析原因：同一滑轮组，额外功一定，所提升的重力越大，有用功占总功的