11.5 机械效率（教学课件）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理课件围绕“机械效率”展开，涵盖有用功、额外功、总功的概念，机械效率的计算及影响因素，以及斜面的应用。通过“振华30”吊装和机械手情景导入，以动滑轮实验为支架，引导学生对比拉力做功与钩码做功，建立概念后延伸至机械效率计算和斜面应用，构建从实验到理论的知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，通过动滑轮实验（测量拉力、距离并分析数据）和斜面实验（改变倾斜程度、粗糙程度）培养学生数据处理能力，结合起重机效率实例渗透科学思维（机械效率小于1），并通过提高效率的方法强化科学态度与责任。实验驱动的教学帮助学生直观理解概念，教师可借助结构化实验设计提升教学效果。

物理九年级上册 •苏科版 第11章 简单机械和功 第5节 机械效率 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道有用功、总功和额外功，了解机械效率是衡量机械性能的重要指标。 02 科学思维 结合分析具体实例和实验结果，让学生知道机械效率总是小于1 03 科学探究 通过实际测量滑轮组的机械效率，让学生经历收集和分析实验数据的过程，培养学生的科学探究能力。 04 科学态度与责任 通过理论结合实验的分析过程，让学生有合理改进机械、提高效率的意识，认识到提高机械效率的重要性。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.指出有用功、额外功、总功； 2.机械效率及其计算；机械效率的影响因素； 3.杠杆、滑轮、斜面及其综合应用。 1.滑轮组、机械效率的综合应用 2.斜面、机械效率的综合应用； 3.机械效率与图像问题综合等。 课堂引入 用机械帮助我们完成某项任务，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？ 知识点一 有用功、额外功、总功 探索新知 1. 再探动滑轮 【活动目的】探究动力拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功之间的大小关系。 【测量器材】弹簧测力计、刻度尺。 【实验步骤】 （1）如图所示，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。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。 F h s 探索新知 （2）改变钩码的数量，重复上述步骤。 （3）将实验数据填入自己设计的表格中。 实验 次数 拉力 F/N 绳子移动 距离s/m 钩码重力 G/N 钩码上升 高度h/m 拉力做功 W拉/J 动滑轮对钩码做功W动/J 1 1.3 0.2 2.0 0.1 2 2.5 0.4 4.0 0.2 3 3.5 0.6 6.0 0.3 0.26 1.0 2.1 0.2 0.8 1.8 探索新知 实验分析：手拉绳做的功和动滑轮对钩码所做的功相等吗？哪个大？找一找其中的原因，与同学们交流一下。 W手拉绳= ，W动对钩= ， W手拉绳 W动对钩， 原因： Fs Gh > 人拉绳时，提起物体做功，同时也对动滑轮做功，另外还要克服绳重和滑轮轴上的摩擦做功。 探索新知 2. 有用功、额外功和总功 ②额外功 ①有用功 ③总功 ①有用功 W有用 提升钩码是目的，对钩码做的功叫做有用功。 ②额外功 W额外 克服动滑轮本身重力和摩擦力等因素的影响而多做的功，这部分功叫做额外功。（不可避免的） ③总功 W总 手的拉做的功为总功 W总= W有用+ W额 探索新知 在生产力比较低下的时期，人们从人工挖的水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。（以下均填“总功”“有用功”或“额外功”） （1）当使用辘轳和水桶从井中提水时，对水桶做的功是__________，对水做的功是___ __，手的动力所做的功是__________。 （2）如果打水时操作不当，把水桶掉进水井中，人们把水桶打捞上来时，水桶中有泥沙和水，此时对水桶做的功是__________，对泥沙和水做的功是_________，手的动力所做的功是__________。 探索新知 知识点二 机械效率 探索新知 物理学中，将有用功与总功的比叫作机械效率 。 械效率通常用百分数的形式表示。若用希腊字母η表示机械效率，则 思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？ 探索新知 探索新知 一些机械的机械效率 起重机40%~50% 汽油发动机：22%~27% 柴油发动机：28%~30% 抽水机60%~80% 探索新知 想一想: 一台起重机的机械效率是60%  ，它表示什么意义？ 探索新知 动滑轮对钩码做的功W1=Gh /J 手拉绳做的功W2=Fs /J 机械效率η ① ② ③ 0.1 0.13 0.2 0.23 实验结论 0.15 0.18 请计算“活动11.4 再探动滑轮”中不同情况下动滑轮的机械效率。 你有什么发现? 77.0% 83.3% 87.0% 其他条件相同时，钩码重力越大，机械效率越高。 你认为如何才能提高动滑轮的机械效率。 思考 探索新知 总结：提高机械效率的方法 知识点三 斜面及其在机械效率的应用 探索新知 斜面在生产、生活中应用广泛。如图(a) 所示，在一些建筑物的入口处设置了供轮椅等上下的斜坡，将轮椅沿着这种斜坡推上去比直接抬上去要省力，这体现了社会对残障人士的人文关怀。如图(b) 所示，高山上的公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，也是利用了同样的道理。 (a) 斜坡 (b) 盘山公路 生活中常见的斜面 探索新知 实验原理： 测量木块的重力，记录数据； 把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h。 实验步骤： 探索新知 探索新知 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1.下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．机械做功的功率越大，做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．站在匀速上升电梯中的人没有力对其做功 课堂练习 2.如图，工人用560N的拉力，使用定滑轮将质量为50kg的物体8s内匀速吊起4m，g取10N/kg。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)确定滑轮的机械效率。 课堂练习 3.如图所示，重150N的物体在平行于斜面的拉力F作用下，以0.3m/s的速度从斜面的底端匀速运动到斜面的顶端，用时20s。已知F=100N，斜面的高度为3m。求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率； 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 $