11.5 机械效率 教学设计-2025-2026学年苏科版（2024）九年级物理上册

本文围绕苏科版九年级上册“机械效率”展开，涵盖有用功、额外功、总功及机械效率的概念、公式与应用。承接功、功率知识，为后续物理学习奠基。通过实验探究、实例分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于理论与实验结合，采用讲授、实验探究等多种教法，借助实验器材与多媒体辅助。既提升学生解决实际问题能力，又为教师提供清晰授课路径，有效突破教学重难点。

课时编号 005 备课时间 上课时间 课题 第十一章 简单机械和功 五、机械效率 教材分析 本节是苏科版九年级上册第十一章《简单机械和功》的重要内容，围绕机械效率展开，涵盖有用功、额外功、总功的概念，机械效率的定义、计算公式及应用。机械效率是衡量机械性能的重要指标，是功的知识的延伸，在生活生产中应用广泛，对培养学生物理学科核心素养意义重大。 学情分析 学生已具备功、功率等基础知识，在生活中也有对 “机械性能” 的朴素认知，但对物理学中 “机械效率” 的科学定义、计算方法，以及有用功、额外功、总功的区分和理解还有待提升。 核心素养目标 1. 物理观念：学生能准确说出有用功、额外功、总功的定义，清晰阐述机械效率的物理意义，熟练运用机械效率的计算公式解决实际问题。 2. 科学思维：通过参与实验探究和实例分析，培养学生分析、归纳的能力，提升逻辑思维水平，能运用机械效率原理分析生活中的机械性能问题。 3. 科学探究：在 “再探动滑轮” 实验中，学会制定实验方案、进行实验操作、收集处理数据，体验科学探究的完整过程。 4. 科学态度与责任：激发学生对物理学科的兴趣，增强将物理知识应用于生活的意识，培养严谨的科学态度和社会责任感。 教学 重难点 重点：有用功、额外功、总功的概念，机械效率的定义、计算公式及应用。 难点：对有用功、额外功、总功的准确区分，以及机械效率在实际问题中的计算和分析。 教学方法学习策略 教学方法：讲授法、实验探究法、讨论法、演示法。 学习策略：自主学习、合作学习、探究学习。 教学准备 1. 实验器材：动滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺等。 2. 多媒体课件：包含机械效率实例图片、动画演示等。 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入（5 分钟） 1. 展示生活中使用动滑轮提升物体的场景图片。 2. 提问：“手拉绳做的功和动滑轮拉钩码做的功相等吗？为什么？” 3. 引导学生思考并回答，引出有用功、额外功和总功的概念。 观察图片，积极思考并回答问题，初步感知有用功、额外功和总功。 从生活实例导入，激发学生的学习兴趣，让学生体会物理与生活的紧密联系。 新知讲授（15 分钟） 1.  有用功、额外功和总功的定义： 有用功：对我们有用的功，即实现目的所做的功。 额外功：并非我们需要但又不得不做的功。 总功：有用功与额外功之和，即 =+ 结合动滑轮提升钩码的实例详细讲解每个概念。 2.  机械效率的定义和计算公式： 定义：有用功与总功的比值。 公式： 其中η表示机械效率。 结合实例讲解公式的应用和机械效率的物理意义。 认真听讲，在教师的引导下理解有用功、额外功、总功和机械效率的定义及计算公式，做好笔记。 系统地讲解知识，帮助学生构建清晰的知识框架，为后续实验探究和应用奠定理论基础。 实验探究（20 分钟） 1. 组织学生分组进行 “再探动滑轮” 实验。 实验步骤： a. 用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在它下面重为G的钩码缓缓上升。 b. 分别测量绳受到的拉力F、绳端移动的距离s、钩码所受的重力G和钩码上升的高度h。 c. 改变钩码的数量，重复上述步骤。 d. 计算有用功=Gh、总功 = Fs 和机械效率。 2. 巡视指导，及时解决学生在实验中遇到的问题，如测量工具的使用、数据的记录和计算等。 3. 引导学生记录实验数据，分析数据得出结论，比较不同情况下动滑轮的机械效率。 分组进行实验，按照实验步骤操作，记录数据，分析数据，尝试得出实验结论。 通过实验探究，培养学生的动手能力、合作能力和科学探究精神，让学生亲身体验知识的形成过程。 巩固练习（10 分钟） 1. 展示一些机械效率应用的实例，如起重机、滑轮组等。 2. 让学生分析这些实例中有用功、额外功、总功的情况，并计算机械效率。 3. 给出一些与机械效率相关的问题，如已知有用功和总功求机械效率，已知机械效率和有用功求总功等，让学生进行计算。 分析实例，理解机械效率的意义，解决计算问题，巩固所学知识。 通过练习，加深学生对知识的理解和应用，提高学生解决实际问题的能力。 课堂小结（5 分钟） 1. 引导学生回顾本节课所学内容，包括有用功、额外功、总功的定义，机械效率的定义、计算公式，以及实验探究的结论。 2. 强调重点和难点，让学生进行自我总结。 回顾知识，进行自我总结，梳理本节课的学习内容。 帮助学生梳理知识，形成完整的知识体系，强化记忆。 课堂练习 1. 用定滑轮匀速提升质量为 20kg 的物体，所用的拉力为 220N，物体升高的高度为 2m。求此过程中的有用功、总功和定滑轮的机械效率（g取10N/kg）。 2. 有一种重心在支点处的杠杆，它与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为 18kg 的物体匀速提升 50cm 的过程中，杠杆的机械效率为 90%，则提升该物体需要做多少总功（g取 10N/kg）？ 3. 如图 11-39 所示是一种塔式起重机上的滑轮组。 已知在匀速起吊 600kg 的物体时，滑轮组的机械效率是 80%，g取 10N/kg。 (1) 使物体上升 5m，所做的有用功是多少？ (2) 使物体上升 5m，所做的总功是多少？ (3) 绳端的拉力F是多大？ 学生独立或分组完成练习，在教师的引导下进行讨论和交流。 通过练习，进一步巩固所学知识，提高学生的应用能力和 板书设计 第11章 简单机械和功 五、机械效率 1. 有用功（）：对我们有用的功，( = Gh)。 2. 额外功（）：并非需要但不得不做的功。 3. 总功（）：=+ ，( = Fs)。 4. 机械效率（η）：， （η< 100%)。 5. 实验探究：再探动滑轮，计算不同情况下的机械效率。 第12章 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$