12.3 机械效率（教学设计）-【上好课】八年级物理下册同步备课系列（人教版）

12.3 机械效率（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 12.3 机械效率 教学 目标 1. 能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。 2. 能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算。 3. 通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。 教材 分析 机械效率是衡量机械性能的重要指标，也是学习其他效率，如热机效率的基础，具有十分重要的现实意义。本节由“有用功和额外功”和“机械效率”两部分构成，其中机械效率是本节重点。教学中要通过实例仔细分析有用功、额外功和总功，以便学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，既能激发他们的学习兴趣，又能增加实践体验。 可以让学生课后收集有关机械使用历史发展的资料，通过汇报、讨论、交流等多种形式，认识机械的使用对社会发展的作用，体现“注意学科渗透，关心科技发展”的课程理念。 教学 器材 刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和细绳等。 多媒体ppt，包含视频：《测量滑轮组的机械效率》、《有用功和额外功》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【播放图片，提出问题】 ①在生活中，我们经常听到与“效率”有关的一词：学习效率、工作效率等等，你知道它们的含义吗？ 用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，我们称为 “机械效率”，你知道它的物理含义吗？ ②要把重100N的大米运上三楼，图中画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？ 学习今天的知识你就明白了——《12.3机械效率》。 观看漫画并思考问题，提高兴趣，进入情景，主动参与到课堂学习中。 学习新课 一、有用功和额外功 1. 使用机械做功与不使用机械做功是否相同 【提出问题】不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功是否相同吗？ 【设计实验】参照图所示的方法进行实验。 （1）用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，如图甲所示，计算拉力所做的功。 （2）用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，如图乙所示，再次计算拉力所做的功。 比较两次弹簧测力计拉力所做的功，你能发现什么?找出原因。 【实验器材】弹簧测力计、钩码、动滑轮、细绳、铁架台。 【进行实验】 （1）如甲图所示，用弹簧测力计直接将重为2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F1和钩码在F1方向上移动的距离s1。 （2）如乙图所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将重2N的钩码匀速提升0.1m，记下弹簧测力计的示数F2 和绳子自由端在F2方向上移动的距离s2。 【数据记录】 做功方式 拉力 F/N 拉力移动的 距离S/m 拉力做的 功W/J 直接提升 2个钩码 2 0.1 0.2 用动滑轮提 升2个钩码 1.2 0.2 0.24 【分析论证】 ①直接用弹簧测力计提升2个钩码所作的功W1=F1S1=2N×0.1m=0.2J ②用动滑轮提升2个钩码所做的功 W2=F2S2=1.2N×0.2m=0.24J ③W2＞W1。 【实验结论】使用动滑轮提升重物比直接用手提升重物并不省功。 【实验评估】使用动滑轮会省一半的力，但拉力移动的距离增加了一倍，加上动滑轮的自重及摩擦等因素的影响，使用动滑轮提升重物非但不省功，还要费功。 2. 有用功、额外功和总功 【提出问题】在上述实验中，为什么使用动滑轮提升重物非但不省功，还要费功呢？人做的功哪些是有用的？哪些是无用的？ 【讲解】 （1）有用功 提升重物时，将重物提升一定高度所做的功，叫做有用功，用W有表示。有用功是为了达到某一目的而必须要做的功。 （2）额外功 若使用滑轮组提升重物，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。 （3）总功 有用功跟额外功的总和叫总功，用W总表示，W总=W有+W额。若使用滑轮组提升重物，则总功指拉力做的功，即动力做的功，即W=Fs。 【想想议议】 ①用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？ ②如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 【分析】①用水桶从井中提水的时候，提水所做的功是有用功；提桶所做的功是额外功。 ②如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，提桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。 【播放视频】——《有用功和额外功》 【例题1】如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，则此过程中