11.5 机械效率 教案 2026-2027学年物理苏科版九年级上册

该教案聚焦有用功、额外功、总功及机械效率核心知识，通过设疑“滑轮组提升重物时拉力功与对重物做功是否相同”导入，联系已学滑轮知识，以问题为支架引出探究。 特色在于“再探动滑轮”实验驱动概念建构，测量对比数据培养科学探究能力，例题与实际机械效率计算强化科学思维，结合斜面应用体现科学态度与责任。助力学生理解概念，教师易把握重难点。

11.5 机械效率 一、基本信息 项目 内容 课题 11.5 机械效率 学科 物理 版本 苏科版(江苏科学技术出版社) 年级 九年级上册 课时 新授课(1课时) 学情 基础一般 二、课标要求 1. 了解什么是有用功、额外功和总功。 2. 知道机械效率的含义，且机械效率总小于100%。 3. 能利用机械效率的公式进行简单计算。 三、教学目标 维度 目标 知识与技能 ① 了解有用功、额外功和总功的概念；② 理解机械效率的定义和公式；③ 能用机械效率公式进行简单计算 过程与方法 通过'再探动滑轮'实验，观察对比有用功与总功的关系，经历概念建构过程 情感态度与价值观 体会物理规律源于实验探究，感受STS联系 四、教学重难点 项目 内容 教学重点 ① 理解有用功、额外功、总功的概念；② 机械效率公式的运用 教学难点 区分三种功，明确额外功的产生原因 五、教学过程 【环节一】导入新课(约3分钟) 师生活动：展示课件第3页内容，引出问题： '利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？' 设计意图：通过设疑激发兴趣，引出本节核心问题。 【环节二】新课讲授(约25分钟) ▶ 知识点一：有用功和额外功 (1) 思考引导(课件第4页) 用动滑轮把木料拉上三楼时，手拉绳所做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？ 师生互动：学生思考后回答。 明确结论(课件第4页)： - 手拉绳所做的功 > 动滑轮对木料做的功 - 原因：还包含克服摩擦力做功和克服动滑轮重力做功 用动滑轮提升钩码 (2) 实验探究——'再探动滑轮'(课件第5-6页) - 用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉绳，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升 - 测量：拉力F、绳端移动距离s、钩码重力G、钩码上升高度h - 改变钩码数量重复实验，将数据填入表格 - 分别计算手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功，比较大小 实验结论(课件第6页)： - 手拉绳做的功总大于动滑轮对钩码做的功 - 原因：还包含克服摩擦力做功和克服动滑轮重力做功 (3) 概念建构(课件第7-8页) 概念 定义 记为 有用功 使用机械时，对物体所做的有用的功(我们的目的) W有 额外功 使用机械时，人们额外需要做的功(并非需要但不得不做) W额 总功 有用功与额外功的总和 W总 核心公式(课件第8页)：W总 = W有用 + W额外 大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功(有用功)。事实上，使用任何机械都不能省功。 ▶ 知识点二：机械效率 (1) 定义与公式(课件第9页) 项目 内容 定义 有用功与总功的比叫作机械效率 公式 η = W有用 / W总 表达式 η = Gh / Fs(提升类机械) 要点(课件第9页)： - 机械效率一般用百分数表示，没有单位 - 因为 W有用 < W总，所以 η < 100% (2) 物理意义(课件第9-10页) 项目 说明 意义 表示有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标 特点 机械效率越高，机械性能越好 注意 机械效率和功率没有任何内在联系 (3) 例题讲解(课件第11页) 起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4x10^4 J，起重机的机械效率是多少？(g取10 N/kg) 步骤 内容 ① 求有用功 W有用 = Gh = mgh = 500x10x3 = 1.5x10^4 J ② 找总功 W总 = 3.4x10^4 J ③ 求机械效率 η = W有用 / W总 = 1.5x10^4 / 3.4x10^4 ≈ 44.1% (4) 常见机械效率(课件第12页) 机械 机械效率 起重机 40%~50% 汽油发动机 22%~27% 柴油发动机 28%~30% 抽水机 60%~80% 现在各种机械的机械效率都还不够高！ (5) 影响机械效率的因素(课件第13页) 因素 说明 摩擦、绳重 减小摩擦可减少额外功，提高机械效率 物重 物重增加，机械效率提高 动滑轮重 动滑轮重减小，机械效率提高 (6) 如何提高机械效率(课件第14页) 方法 具体措施 改进机械结构 使之更合理、更轻巧(如换用较轻的动滑轮) 减小摩擦 加强机械运动部位的润滑 增大物重 在额外功不变的情况下增大有用功 【环节三】斜面及其应用(约5分钟，课件第15-19页) 斜面也是一种省力机械。人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，这样比直接向上抬起重物省力很多。 高山的盘山坡道、物料运输机中的斜面传送带等，都是斜面的应用。 【环节四】课堂练习(约7分钟，课件第20-23页) ▶ 练习1(课件第20页)： 甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )甲 乙 A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多 C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效率小 ▶ 答案：C ▶ 练习2(课件第21页)： 物体重180 N，动滑轮重10 N，用100 N的拉力将物体匀速提升2 m，用了10 s，则：有用功____ J；额外功___ J；功率____ W；机械效率____%。 ▶ 答案：360 J；40 J；40 W；90% ▶ 练习3(课件第22页)： 盘山公路设计的优点是______；质量为5 t的旅游车以120 kW恒定功率沿盘山公路向上行驶5 min，上升高度300 m，机械效率为______。 ▶ 答案：省力；41.7% ▶ 练习4(课件第23页)： 小龙'测量斜面机械效率'的实验，重6 N的物体以1 m/s匀速拉上斜面，机械效率为75%。则下列说法正确的是( ) A. 拉力做功为3 J B. 物体受到摩擦力为1.5 N C. 匀速拉动中机械能不变 D. 若以2 m/s匀速拉，斜面机械效率仍为75% ▶ 答案：D 【环节五】课堂小结(约3分钟) 知识框架： 简单机械的功 ├── 有用功 W有用 -> 使用机械时对物体做的有用功 ├── 额外功 W额外 -> 非需要但不得不做的功 └── 总 功 W总 -> W总 = W有用 + W额外 机械效率 η = W有用 / W总 (η < 100%，无单位) 六、板书设计 第5节 机械效率 一、有用功、额外功、总功 ① 有用功 W有：使用机械时，对物体做的有用功 ② 额外功 W额：并非需要但不得不做的功 ③ 总 功 W总：W总 = W有 + W额 二、机械效率 ① 定义：有用功与总功的比 ② 公式：η = W有 / W总 ③ 特点：η < 100%，百分数，无单位 ④ 意义：机械性能好坏的指标 三、提高机械效率的方法 ① 改进机械结构 ② 减小摩擦 ③ 增大物重 七、作业布置 - 教材配套练习题 - 预习下一节内容 八、教学反思 - 本节课通过'再探动滑轮'实验引入，符合学生的认知规律 - 概念较多(三种功)，需注意讲清每种功的本质区别 - 计算题格式需规范强调 - 针对基础一般的学生，放慢节奏，增加例题示范 学科网（北京）股份有限公司 $