初中物理新北师大版八年级下册第九章第五节 探究使用机械是否省功教案（2025春）.doc

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第五节探究使用机械是否省功

【教学目标】

1.知道W有用,W额外,W总的含义并清楚它们之间的关系.

2.会正确进行有用功、总功、机械效率的计算.

3.通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率η1.

4.理解什么是机械效率，能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1.

5.通过实验探究影响机械效率的因素，找出提高机械效率的方法.

【教学重点】

1.理解机械效率的概念，理解额外功产生的原因.

2.并能运用公式进行计算.

3.理解如何提高机械效率.

【教学难点】

1.知道机械效率η＜1，理解有用功、额外功、总功之间的联系和区别.

2.探究斜面、杠杆、滑轮等简单机械的机械效率，掌握影响机械效率的因素.

【教具准备】沙子、塑料桶、方便袋、细绳、弹簧测力计、滑轮、刻度尺、表面粗糙的长木板、做重物的木块、垫块、弹簧测力计、细线、刻度尺、杠杆、滑轮、多媒体课件等.

【教学课时】1.5课时

【教学过程】

一、巩固复习

教师引导学生复习上一节的内容，并讲解学生所做的[课后作业],加强学生对知识的巩固.

二、新课引入

师：如教材P125图9.5-1所示，工人通过滑轮组、定滑轮和轮轴提升竖井中的重物.工人为什么不直接提起重物，而是将这么多的简单机械进行组合呢?使用会轮组、定滑轮和轮轴这些简单机械的优势是什么？

学生发表各自的看法.

师同学们说得很好，下面我们就以一个实验来探讨这个问题.

三、进行新课

使用任何机械都不省功

师：人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械是为了达到一定的目的.在使用中，有的机械可以省力，有的机械可以改变作用力的方向或达到“省距离”的效果.那么，使用机械能省功吗?怎样判断使用机械是否省功呢?

生：使用机械不能省功.

师：怎样判断使用机械是否省功呢?

生：可以比较使用机械和不使用机械两种情况下，对同一物体完成同一工作任务的过程中，人所做的功的大小关系.

师：请同学们完成教材P125-126的实验“探究使用动滑轮是否省功”.

实验:探究使用动滑轮是否省功

生：学生分组合作，动手实验，填写实验数据.

师由表中记录的数据，可以得到什么结论？

生：Ｗ２Ｗ１，说明将同一物体提升相同的高度，利用机械做的功比不用机械做的功多.

[教师总结]

这是因为利用动滑轮提升物体时,拉力不但要对物体做功，还要克服动滑轮重、绳重及滑轮上的摩擦做功，所以使用动滑轮并不省功.换用杠杆或轮轴再做实验进行探究，结果是相同的.

板书：

使用任何机械都不能省功.

对“不省功”的理解

(1)若忽略机械自重和摩擦使用简单机械所做的功等于人们不用机械而直接做的

功;若考虑机械自重和摩擦人对机械做的功大于机械对物体做的功.

(2) 使用机械可以达到省力或省距离或改变作用力的方向的目的，但任何机械都不能省功.所以,使用简单机械,省力的会费距离,省距离的会费力，既省力又省距离的机械是不存在的.

例题1工人师傅把重５００Ｎ的货物用绳子直接匀速提升到２ｍ高的工作台上，动力对货物做的功为Ｊ.若他用如图所示的滑轮组提升此货物到２ｍ高的工作台上，所用拉力为２００Ｎ，动力做的功为Ｊ.两种情况对比，说明使用机械(选填“能”或“不能”)省功.

解析：（1）物体上升的高度h=2m拉力对货物做的有用功W有用=Gh=500N×2m=1000J（2）由图知承担物重的绳子股数：n=3，由s=nh=3×2m=6m：拉力做的功：W=Fs=200N×6m=1200J＞1000J；说明使用滑轮组不能省功.

答案：10001200不能

有用功、额外功和总功

教师选取动滑轮、塑料桶、方便袋（重力忽略不计）提起沙子进行实验（可让学生实验）：第一次用塑料桶盛装一定重力的沙子进行实验,如图甲；第二次用塑料袋盛装相同重力的沙子提起相同高度进行实验,如图乙.把记录结果填在设计的表格中.

师巡视指导，对动手能力弱的同学给予适当的帮助，师可参与一起实验，并提醒学生在拉动弹簧测力计时要注意匀速竖直向上缓慢拉动，并在拉动过程中读数.用刻度尺测量沙子上升的高度和手移动的距离（这个也可以不测量，动滑轮

师请同学们说出你们探究的结果，哪种情况下做功多些？

生：（齐声回答）当然用塑料桶装提起时做功多些.

师为什么呢？

生：塑料桶重些，塑料袋轻些.

教师引导学生分析，在提起沙子的过程中，对沙子做功的同时，还要做哪些功呢？

生：对塑料桶做功，对滑轮做功，对绳子做功，对滑轮轴间的摩擦力做功……

师那我们真正需要的是对什么物体做的功？

生：当然是对沙子做的功.

师对啦，对沙子做的功才是对我们有用的功，我们把这样的功叫做有用功.其他做的功是无用功，称为额外