九年级物理上册 11.3《如何提高机械效率》第一课时教案 （新版）粤教沪版-（新版）粤教沪版初中九年级上册物理教案.doc

11.3 如何提高机械效率
第一课时
一、教学目标
⑴知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。
⑵理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。
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。
教学重点：有用功、额外功、总功及机械效率是本节课教学的重点。
教学难点：同一机械的效率是可变的，是本节课教学的难点。
二、教学过程
1．引入新课
现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。
2．新课
什么是有用功与额外功
1、让学生观察“活动1 分析有用功与额外功”，通过具体做功实例的分析，并引导学生回答下列问题，让学生知道“有用功”和“额外功”的含义。
⑴在这两个情景中，力对哪些物体做了功？
⑵哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？
⑶哪些功是我们不需要但又不得不做的功？
2、学生经过思考、讨论，可以答出：
⑴对于教材图11-16a，拉力对滑轮组做功时，拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分之间的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我们需要的功，对动滑轮、绳子以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。
⑵对于教材图11-16b：挖掘机对泥土、挖斗以及克服各部件之间的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我们需要的功，对挖斗以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。
3、在学生回答的基础上，教师给出提升物体时，“有用功”、“额外功”及“总功”的含义：
有用功（W有用）：克服物体的重力所做的功。（W=Gh）
额外功（W额外）：克服机械自身的重力做功（W=Gh）、克服摩擦力和绳子自重所做的功（忽略不计不要求计算）。
总功（W总）：有用功和额外功的总和，即W总=W有用+W额外。（W=Fs）
4、然后向学生指出：在实际用机械做功时，总功也等于动力对机械做的功。
为了检验学习效果，可让学生分析下列情况中的有用功、额外功、总功，并说明这样分析的理由：
⑴用桶从井中提水。（答：目的是把水提上来，所以提升水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功，对水和水桶做的功是总功。）
⑵桶掉到井里，把桶从井中捞起。（答：目的是把水桶捞上来，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功，对水桶和水做的功是总功。）
⑶用水桶把水提到楼上去。（答：目的是把水提到楼上，所以对水做的功是有用功，对水桶和人所做的功是额外功，对水、水桶和人做的功是总功。）
什么是机械效率
1、可用下面的问题引出机械效率的定义：
（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？（答：选择轻质塑料水桶，因为提同样多的水，用塑料桶需要做的额外功较少
通过回答，使学生意识到：我们在使用机械做功时，额外功是不可避免的，但我们总希望做的额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此，可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。（如何计算比例？引出有用功在总功中占的比例——机械效率）
2、为了加深对机械效率的理解，可以组织学生讨论以下问题：
（1）机械效率的高低表示的物理意义是什么？（答：有用功在总功中所占比例的高低）
（2）机械效率的单位是什么？（答：机械效率是两个功（W有用、W总）的比值，没有单位。）
（3）为什么机械效率总小于1？能不能等于1？（使用机械做功时，一般情况下，不可避免地要做一部分额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1）
3、使用机械做功总是希望机械效率越大越好，以打水为例，引导学生讨论如何提高机械效率呢？
方法一：额外功一定时，增加有用功；方法二：有用功一定时，减少额外功
4、让学生解下列有关滑轮组机械效率的计算题，帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功，熟悉机械效率的计算公式，找到解答此类问题关键。
例1、桶重10N，从10m深的水井中打水和捞桶时都提上来50N的水，分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。
打水 捞桶
W有用＝G水h W有用＝G桶h
=50N×10m =10N×10m
=500J =100J
W额外＝G桶h W额外＝G水h
=10N×10m = 50N×10m
=100J =500J
W总＝W有用＋W额外 W总＝W有用＋W额外
=500J+100J =100J+500J
=600J = 600J

= =
=83.3% =16.7%
例2、如图11-6所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。如果工人将绳子匀速向上拉了6m，则泥桶上升了多少？滑轮组的机械效率是多少？
图11-6

已知：G桶=220N，G动滑轮=20N，s=6m，n=3
求：h，η
解：泥桶上升的高度：。
工人对泥桶做的有用功：W有用=G桶h=220N×2m=440J。
工人对动滑轮做的额外功：W额外=G动滑轮h=20N×2m=40J。
所以总功：W总=W有用+W额外=440J+40J=480J。
滑轮组的机械效率：。
答：泥桶上升了2m，滑轮组的机械效率是91.7%。
三、小结
本节课我们认识了使用机械做功时所做的有用功、额外功和总功三个概念，以及理解了机械效率及基计算方法。
四、课堂练习（学案达标1—4题）
五、板书
有用功（目的要做的功）W有用= W总—W额外（W有用=Gh）
额外功（为达到目的而不得不做的功）W额外=W总—W有用（不要求单独计算）
总功（有用功+额外功）W总= W有用+ W额外（W总=Fs）

机械效率 机械效率——有用功与总功的比值

提高机械效率：额外功一定时，增加有用功
有用功一定时，减少额外功
六、作业布置（预习剩余内容及完成课后练习和学案练习）