機(jī)械效率教學(xué)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械效率（一）課題分析本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是在上一節(jié)功的原理內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論利用機(jī)械對(duì)物體做功的一種實(shí)際情況。本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)是引入機(jī)械效率的概念，重點(diǎn)是正確理解有用功、額外功的含義。（二）知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)流程以動(dòng)滑輪提升重物做功為例：（三）教學(xué)過程導(dǎo)言：我們?cè)谏弦还?jié)“功的原理”曾經(jīng)學(xué)過，使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都等于不同機(jī)械而直接用手所做的功。以動(dòng)滑輪提升重物做功為例，如圖1，動(dòng)力對(duì)繩子做的功等于動(dòng)滑輪提升重物做的功。同學(xué)們想想：若動(dòng)滑輪很重，繩與動(dòng)滑輪間的摩擦較大時(shí)，動(dòng)力對(duì)繩子做的功還等于動(dòng)滑輪提升重物所做的功嗎？我們有沒有辦法知道“兩功”是否相等呢？我們可以用動(dòng)滑輪提升重物勻速上升一定的

2、高度（如圖1），分別測(cè)出物重G、拉力F、物體上升的高度h、繩子自由端移動(dòng)的距離s；根據(jù)功的計(jì)算公式，再分別計(jì)算出動(dòng)力對(duì)繩子做的功（WF·S），動(dòng)滑輪提升重物做的功（WG·h），兩者相比較就可以知道“兩功”是否相等。現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。分組實(shí)驗(yàn)（教師查巡、指導(dǎo)）。師：由實(shí)驗(yàn)看出：動(dòng)力對(duì)繩子做的功總是大于動(dòng)滑輪提升物體做的功。這究竟是怎么回事呢？這難道與功的原理內(nèi)容相矛盾嗎？生：（討論分析、教師引導(dǎo)）利用動(dòng)滑輪提升重物做功時(shí)，我們除了提升重物外，還將動(dòng)滑輪提升了一段距離，所以，人作的功除了提升重物做功之外，還必須克服動(dòng)滑輪的重力、摩擦力（實(shí)驗(yàn)存在）而作功。前面學(xué)習(xí)功的原

3、理時(shí)沒有考慮這“兩力”的影響，所以上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論是功的原理在實(shí)際中的應(yīng)用。在使用杠桿、滑輪組等機(jī)械時(shí)也有同樣的結(jié)論。師：從實(shí)驗(yàn)和上面的分析我們知道：利用機(jī)械時(shí)，機(jī)械直接對(duì)物體做的功只是動(dòng)力對(duì)機(jī)械做功的一部分。機(jī)械直接對(duì)物體做的功是我們完成做功的目的，是想做、有用的功（W有用），而克服機(jī)械本身的重力及機(jī)械部件間的摩擦所做的功，這是我們不想做的、無用的但又不得不額外做的功（W額外）。有用功與額外功之和就是機(jī)械克服全部阻力所做的功，這也是要求動(dòng)力總共所做的功（W總）。即W總W有W額。在使用機(jī)械時(shí)有用功只占總功的一部分，我們總希望有用功在總功中所占的比值越大越好（額外功所占的比值越小越好）。不同機(jī)械、不

4、同的使用情況，比值是不等的，比值的高低是機(jī)械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標(biāo)志之一。如何比較呢？師：我們應(yīng)引入新的物理量，那就是機(jī)械效率（），用它來表示有用功在總功中所占比值的大小。師：由機(jī)械效率的含義，我們能否寫出它的表示式？生：（討論、分析得出：）師：請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算出分組實(shí)驗(yàn)所用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)的機(jī)械效率大?。辉贉y(cè)算當(dāng)動(dòng)滑輪下增掛兩個(gè)鉤碼時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的大??；比較用同一動(dòng)滑輪提升不同重物時(shí)的機(jī)械效率大小。生：（分組實(shí)驗(yàn)、計(jì)算分析、討論）機(jī)械效率是有用功與總功的比值。同一機(jī)械，當(dāng)有用阻力加大時(shí)，即物重加大時(shí)，機(jī)械效率增大，但總是小于1。機(jī)械效率只有值的大小而無單位。師：為什么機(jī)械效率1？生：因?yàn)?/p>

5、W動(dòng)W有W額。使用機(jī)械時(shí)，除了要作想作的有用功外，還不得不克服額外阻力作功。如背米上山，除將米背上山頂還必須將裝米的工具背上山，人也要登上山，所以W額0，則W動(dòng)W有，即1。師：若1 說明什么？生：一定錯(cuò)了！這與功的原理相矛盾。師：通過上面的分析，請(qǐng)同學(xué)們考慮如何提高機(jī)械的效率？生：（討論、教師引導(dǎo)、分析）提高機(jī)械效率的途徑：一是增加有用功在總功的比例（增加物重）；二是減少額外功在總功的比例（減輕機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少部件間的摩擦）。師生共同小結(jié)、歸納。（四）問題討論教師出示題目，學(xué)生討論分析、計(jì)算（過程略）。1、機(jī)械效率越大的機(jī)械必定是 A、越省力； B、越省功；C、有用功越多； D、有用功在總功中占的比例越大。2、不計(jì)摩擦，用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組分別提升同一重物上升同一高度，則機(jī)械效率最大的是 A、定滑輪； B、動(dòng)滑輪；C滑輪組； D、一樣大。3、提高機(jī)械效率有哪些方法？4、某人用圖2所示的滑輪組提起1200牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，求：此人所做的有用功、總功、機(jī)械效率分別是多少？若克服摩擦所做的功是400焦耳，求動(dòng)滑輪的