11.5 机械效率1 （第1课时）-2025-2026学年苏科版九年级上冊物理

本文围绕“机械效率”展开，承接功的知识背景，为后续复杂机械学习奠基。通过实验探究、案例分析等环节，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，如在实验中渗透科学探究能力培养。 该设计创新点在于以多种实例引导理解概念，特色教法有小组讨论、练习巩固。从学生层面提升对机械效率的理解与应用能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点。

九年级物理学科教案（学案） 11.5 机械效率 第 1 个教案 学习目标： 1.活动再探动滑轮，知道有用功、额外功、总功及它们之间的关系; 2.理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会运用公式求解有关机械效率的习题. 学习重点：知道机械效率的计算公式，会运用公式求解有关机械效率的习题 学习难点：设计实验测量简单机械的机械效率，知道影响简单机械的机械效率的因素。 温故知新 导引自学 1.回顾做功的两个必要因素，功的计算公式及其单位。 2．生活中我们常常会遇到“效率”这个词，比如工作效率，学习效率，你知道它们的含义吗？用机械帮助我们完成某项工作，就会有机械效率，机械效率的物理含义是什么？ 3. 现在将一箱书搬上三楼，小明和小华分别提供了两种方法:小明的方案是把所有的书一起搬上楼;小华的方案是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。则用这两种方案搬书的效率有什么不同?你搬的话，选用哪种方案? 交流质疑 精讲点拨 活动一：再探动滑轮 探究目的：探究外力对机械做的功与机械对物体做的功之间的关系 1.如图所示，该实验需要的实验器材是______、______、滑轮、细线、钩码。 2.需要测量的物理量是_______、______、______和钩码匀速上升的高度h。 3.测量拉力F时，要沿_______方向_______拉动动滑轮，使挂在它下面的钩码_______上升。 实验次数 钩码重 G／N 钩码上升的 高度h／m 动滑轮对钩 码做功W2/J 手拉绳的力F／N 细线自由端移动的距离s／m 人对动滑轮 做功W1/J 1 2 3 4.分组实验：甲组：只改变所挂钩码个数；乙组：只换用轻重不一的动滑轮。 5.学生讨论： (1)手拉绳做的功W1与动滑轮拉钩码所做的功W2相等吗？你能找出其中的原因吗？ (2)该实验中，要达到的目的是什么？实验过程中，动力需要对哪些物体做功？哪些功对人们有用？哪些功对人们没有用？没有用能不做吗？ 活动二：有用功、额外功和总功的概念及三者的关系（根据课本中的“想一想”，完成下列填空） 1.有用功、额外功和总功： （1）有用功：____________________________________________________________ （2）额外功：____________________________________________________________ （3）总功：______________________________________________________________ （4）有用功、额外功和总功的关系：________________________________________ 2.怎样正确理解有用功和总功： （1）动力（人或电动机）对机械所做的功是总功；机械对物体所做的功是有用功，或者说如果没有机械，直接用手移动物体所做的功是有用功。 （2）思考并讨论： 用四种方法把沙子运上三楼，如图所示,根据图中的数据可以算出四种方法所做的有用功、额外功、总功。 有用功/J 额外功/J 总功/J ① ② ③ ④ 练习1：用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是 ；如果水桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是 ，额外功是 。 活动三：机械效率（结合探究实验中的数据，并在有用功、总功的基础上算出各组有用功在总功中占的百分比，这就是机械效率） 1.机械效率η： （1）定义：_______________________________________ （2）公式： （3）机械效率__________(选填“有”或“没有”)单位；通常用_____________表示。 （4）学生讨论并回答： ①机械效率η 1； ②功、功率和机械效率的比较： （5）学生看书，了解常见机械的机械效率：常见机械的机械效率：起重机为40%－50%；滑轮组为60%－80%；抽水机为50%－80%；柴油机为28%－40% 活动四：生活 物理 社会---斜面及其应用 欲将重物从地面移到高台上，可以在地面和高台间架一块长木板，沿斜面将重物拉到高台上，如图所示。这里的斜面就是一种省力的简单机械。使用斜面时可以省力，但要费距离。由于物体在斜面上运动时会受到摩擦力，要做额外功，因而斜面的机械效率小于 100%。 想一想生活中有哪些斜面应用？ 总结：在思考理解的基础上分析、归纳、总结利用滑轮（组）提升重物、利用滑轮（组）水平移动物体、利用斜面提升重物、利用杠杆提升重物这四种情况下的有用功、额外功、总功。（图中物重均为G，物体被提升的高度均为h,物体在水平地面与斜面上滑动时的摩擦均为f ，拉力均为F，拉力方向上通过的距离均为s） 简单机械及装置图 有用功 （用已知物理量的符号表示） 总功 （用已知物理量的符号表示） 额外功 （写出引起额外功的原因） 机械效率 （用已知物理量的符号表示） 当堂反馈 拓展迁移 1．判断题：（1）额外功与总功的比值越大，机械效率越小。（ ）[来源: （2）机械效率大的机械一定既省力又省功。（ ）[来源:Zxxk.Com] （3）机械效率越高，则机械做的有用功越多。（ ） （4）机械做的总功越少，机械效率也越低。（ ） （5）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（ ） 2．____ 叫机械效率．某机械在使用时机械效率为75％，则这机械使用时W有：W外=____，额外功占总功的____． 3．用一个动滑轮将400N的货物提高lm，所用的力是250N，则力所做的功是____J，有用功是____J，机械效率是____． 4．下列说法正确的是（ ） A．机械效率越高的机械做功越快 B．机械效率越高的机械做功越多 C．功率越大的机械做功越快 D．功率越大的机械做功越多 5．每个滑轮的重力为G0如图的三种方式分别匀速提升重为G的物体（G>G0,不计摩擦）所用的拉力分别为F1、F2、F3三图装置的机械效率为η1、η2、η3 ,则F1、F2、F3的大小关系是 ， η1、η2、η3的大小关系是 。 6．用动滑轮将重150N的物体在5s内匀速提高了0.5m，人对绳端的拉力为100N，拉力所做的功为 J，动滑轮的机械效率为 7.用图所示的滑轮组提升重物，物重为G=85N．动滑轮重20N(绳重、摩擦均不计)，要使物体匀速上升2m，则拉力F= N，有用功W有用＝ J，滑轮组的机械效率η= (保留两位有效数字)． 8.如图所示滑轮组甲和乙，动滑轮甲的重力小于动滑轮乙的重力．提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判断η甲 η乙(填“大于”或“小于”“等于”，不考虑摩擦和绳重的影响)．理由是： 9.某工地用图所示的滑轮组匀速提升质量为500kg的物体，在重物上升0．8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械效率为80％，求： （1)滑轮组做的有用功（g取10N/kg）。 (2)重物上升的速度。 10.在建设工地上，工人把重 1000N 的物体沿着长 s＝5m、高 h＝1m 的斜面从底部匀速拉上斜面的 顶端，沿斜面所用的拉力为 250N（不计空气阻力）．求： （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？ （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？ 学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？ 课后作业： 1．用绳子将钩码提升至一定的高度，如图所示，此过程所做的有用功是（ ） A．提升钩码所做的功　B．克服摩擦力所做的功C．提高绳子所做的功D．克服动滑轮重力所做的功 2. 实验时，小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．拉力F为4N B．有用功为5J C．绳子自由端移动距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为80% 3. 如图所示的斜面高为h=2m，长为L=5m，现用平行于斜面的拉力F=200N，将一个G=400N的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力做的总功是______ ，斜面的机械效率是______ 。 4．如图所示，小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N，忽略绳重和摩擦，则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为 　 　 N，这个滑轮的机械效率是 　 　 。 5．塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为 　 　 W，该滑轮组的机械效率为 　 　 。 6．用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示（不计绳重和滑轮与轴的摩擦）。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 　 　 %，动滑轮的重力为 　 　 N。 7．工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的拉力F为600N，(不计摩擦和绳重)，求：①人的拉力做的功为多少J？②此滑轮组的机械效率为多少？③若用此滑轮组提升重为1 500 N的物体，绳上的拉力是多少N？ 11.5.1第 4 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$