11.4 机械效率 教案 2024-2025学年 教科版八年级下册物理

课题 11.4 机械效率 教学目标: 1.知识与技能 （1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。 （2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。 （3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。 （4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。 2.过程与方法 （1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。 （2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。 3.情感态度与价值观 （1）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。 （2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。 教学重点： （1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功； （2）理解机械效率的概念，会利用公式η=W有/W总进行有关计算。 教学难点： 分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。 实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计 教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。 教学互动设计： 一、创设情景，导入新课 我们知道，使用任何机械都不省功，评判机械性能有什么为标准呢? 二、新课讲授，师生互动 （一）有用功和额外功 观察：做功的不同办法 阅读图11-4-2， 有用功W有用：实际需要做的功。提升重物：W有用=Gh。 额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。 总功W总：动力所做的功。W额=Fs，或有用功与额外功的和。W总=W有+W额 对沙做的功——有用功,W有用=Gh=100N×6m=600J。 对人做的功——额外功, W额外=G人h。==400N×6m=2400J。 对桶做的功——额外功, W额外=G桶h。==20N×6m=120J。 对袋做的功——额外功, W额外=G袋h。==5N×6m=30J。 （二）机械效率：有用功跟总功的比值。 任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。 强调： （1）机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。 （2）η为一比值，没有单位。 （3）在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功是一定存在的，可见η < 1； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时=0 ， η = 100% 。 提高机械效率的主要办法改进结构或减小摩擦。在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率有重要作用。 通常起重机的机械效率是40%～50%，抽水机的机械效率是60%～80%。 实验探究 测量滑轮组的机械效率 材料 刻度尺 弹簧测力计 钩码 铁架台 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组 长约2m的细线 先后按图（a）、（b）、（c）所示三种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组的吊线的安装方法）。 进行实验与收集证据： 如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码、绳子末端起始位置对应刻度尺，当钩码上升10cm，测出绳子末端对应刻度数值。算出绳子末端移动距离。 进行实验与收集证据：将测量数据填入设计表格中，算出有用功、总功、机械效率。 分析论证：由（a）（b）,提升重物相同时，动滑轮越多，越省力，机械效率反而低。有用功相同时，动滑轮越重，做额外功越多，机械效率越低。 由（b）（c）, 同一个滑轮组，提升重物越重时，机械效率越高。额外功相同时，做有用功越多，机械效率越高。 三、板书设计，整体提升 有用功W有用：实际需要做的功。 提升重物：W有用=Gh。 额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。 提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。 总功W总：动力所做的功。W额=Fs， 或有用功与额外功的和。W总=W有+W额 机械效率：有用功跟总功的比值。 公式： 说明：（1）η<1，无单位，读写用百分数。 （2）评判机械性能的标志之一， 效率高，性能好。 测量滑轮组机械效率：匀速上拉弹簧测力计 提高机械效率：改进结构、减小摩擦 有用功相同，减小额外功 额外功相同，增大有用功 机械效率 四、大海扬帆，尝试远航 1. 下列说法正确的是 （ ） A.为实现目的做的功叫做有用功 B.打捞井中水桶对水桶中水做的功是有用功 C.用水桶提水对水桶做的功是有用功 D.推购物车购物对购物车做的功是有用功 2. 下列说法错误的是 （ ） A.为实现目的做的功叫做有用功 B.不需要但又不得不做的功叫做额外功 C.有用功与额外功的和叫做总功 D.有用功与额外功的比值叫做机械效率 3. 下列提高机械效率说法正确的是 （ ） A.改进机械结构或较小摩擦 B.有用功相同时，增大额外功 C.有用功相同时，增大总功 D.额外功相同时，减小有用功 4. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，说法正确的是（ ） A.重物上升h,绳子末端上升2h B.减小提升物重，可提高机械效率 C.增大提升物重，可提高机械效率 D.增大提升高度，可提高机械效率 5. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，当提升物重为2N，弹簧测力计示数为0.8N，说法错误的是（ ） A.不计摩擦时，动滑轮的重力为0.4N B.滑轮组的机械效率为83% C.当提升物重为3N时，机械效率低于83% D.当提升物重为1N时，机械效率低于83% 参考答案：1.A；2.D；3.A；4.C；5.C。 教学反思： 在引入总功时，可用这种方法。第三节，用实验的方法粗略得出计算动力的公式，没有考虑摩擦和机械本身重，是一种理想状况。如果用弹簧测力计来测量，那么测出的动力一定比计算出的理想状况的动力大，它包含了摩擦和机械本身重量的因素，这个动力做的功，就是总功，它包含有用功和额外功。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$