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機(jī)械效率 教案示例之一
（一）教材：人教社九年義務(wù)教育初中物理第一冊(cè)
（二）教學(xué)要求
�。╨）知道什么是有用功、額外功和總功。
�。�2）知道什么叫機(jī)械效率，知道計(jì)算公式。知道械效率總小于1。
�。�3）知道提高機(jī)械效率的意義和主要方法。
（三）教具
滑輪、鉤碼、線、彈簧秤、鐵架臺(tái)、刻度尺。
（四）教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問
1．功的原理是什么？
2．演示（按圖1裝置）并提問。
用圖1的滑輪來提升重5牛的物體，應(yīng)用功的原理求在細(xì)繩端需要加多大的拉力？（動(dòng)滑輪重忽略不計(jì)）
要求一名學(xué)生板演，其他學(xué)生在筆記本上演算，教師講評(píng)并給出正確解答。
二、進(jìn)行新課
1．有用功、額外功和總功
（1）演示實(shí)驗(yàn)
用彈簧秤勻速拉動(dòng)繩端，使重物G升高。從彈簧秤讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出重物提升的高度h和彈簧秤移動(dòng)的距離s。以下邊講邊板書：
“實(shí)驗(yàn)數(shù)值G＝5牛，h＝0.5米，F(xiàn)＝3牛，s＝1米。
彈簧秤的拉力（動(dòng)力）對(duì)動(dòng)滑輪做的功：W動(dòng)＝F·s＝3�！�1米＝3焦，
提高重物，動(dòng)滑輪克服阻力做的功：W阻＝G·h＝5�！�0.5米＝2.5焦”
�。�2）提問：由實(shí)驗(yàn)可以看到W動(dòng)＞W(wǎng)阻，這是為什么？
學(xué)生回答，教師總結(jié)：前面研究簡(jiǎn)單機(jī)械和功的原理時(shí)，我們沒有考慮摩擦，沒有考慮使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)動(dòng)滑輪本身重等因素，是理想情況。實(shí)際上，我們用動(dòng)滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械提升重物時(shí)，由于要克服摩擦以及不得不把動(dòng)滑輪一起提升，這時(shí)我們用的力（動(dòng)力）就比沒有摩擦?xí)r要大（該實(shí)驗(yàn)中，理想情況下拉力是2.5牛，而實(shí)際的拉力是3牛）。做的功要比沒有摩擦?xí)r大一些（該實(shí)驗(yàn)中，不考慮摩擦?xí)r動(dòng)力做的功是2.5焦，而實(shí)際動(dòng)力對(duì)滑輪做的功是3焦）。
�。�3）總結(jié)并邊講邊板書
①在用動(dòng)滑輪提高重物的實(shí)驗(yàn)中，用來提高物體的功對(duì)我們是有用的，是必須做的。
板書：“1．有用功（W有用）：利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們有用的功叫有用功”（注意，本節(jié)標(biāo)題暫不出）
問：本實(shí)驗(yàn)中的有用功是多少？答：W有＝G·h＝5�！�0.5米＝2.5焦。
�、诒緦�(shí)驗(yàn)中，用來克服摩擦做的功、把動(dòng)滑輪提升0.5米做的功對(duì)我們沒有用，但又不得不做的功，這種功叫額外功。使用任何機(jī)械做額外功是不可避免的。
板書:“2．額外功（W額外）：對(duì)人們沒有用，但又不得不做的功叫做額外功”
�、郾緦�(shí)驗(yàn)中，有用功加額外功是總共做的功，叫總功。
板書：“3．總功（W總）：有用功與額外功的總和叫總功”
問：本實(shí)驗(yàn)中總功W總＝？
答：W總＝F·s＝F·2h＝3�！�1米＝3焦。
問：本實(shí)驗(yàn)中做的額外功是多少？
答：W額外＝W總－W有用＝3焦－2.5焦＝0.5焦。
2．機(jī)械效率
問：根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，你能算出有用功在總功中占的百分比嗎？
學(xué)生演算，答出計(jì)算過程和結(jié)果。
答：83.3％。
教師小結(jié)并板書：“4．機(jī)械效率：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率”
板書：補(bǔ)寫本節(jié)標(biāo)題：“三、機(jī)械效率”
有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1”
教師指出：表示機(jī)械效率的字母的讀音。機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位。
問：某起重機(jī)的機(jī)械效率是70%，它表示什么意思？
答：使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是70%，也可以說有用功在總功中占有70%，另30％做的是額外功。
3．提高機(jī)械效率
閱讀課本提高機(jī)械效率一段，小結(jié)要點(diǎn)，指出采取減小額外功是提高機(jī)械效率的有效方法。
三、鞏固練習(xí)
例題：用圖2所示滑輪組把重600牛的貨物勻速提高2米，所用的拉力是375牛，求總功、有用功和這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率。
要求學(xué)生板演，教師講評(píng)。
教師小結(jié)：解答這類問題首先要認(rèn)真審題，弄清已知條件。其次要注意，用滑輪組提起貨物的高度與人把繩子末端拉下的距離之間的關(guān)系。還要分清總功和有用功�？偣κ侨死没喬嵘浳飼r(shí)總共做的功，也就是人拉繩子的力做的功（或說動(dòng)力對(duì)滑輪組做的功），計(jì)算時(shí)，功（W總）＝拉力（F）×繩端所通過的距離（s）。有用功是指滑輪組克服貨物所受重力豎直升高所做的功，計(jì)算時(shí)，有用功（W有用）＝F·s。因?yàn)樨浳飫蛩偕仙�，所以滑輪�?duì)貨物拉力的大小等于貨物重，即F＝G。貨物提升的高度s用字母h表示（要與動(dòng)力通過的距離s加以區(qū)分）。所以，有用功（W有用）＝貨物重（G）×貨物提升ツ高度（h）。
應(yīng)該指出，在涉及機(jī)械效率問題時(shí)，功的原理也是適用的。這時(shí)動(dòng)力所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功。使用機(jī)械時(shí)仍不省功，而且還要不可避免地做額外功。
四、布置作業(yè)：1．課本章后習(xí)題8，要求計(jì)算出總功、有用功、機(jī)械效率。根據(jù)計(jì)算結(jié)果答出哪些說法正確。
2．預(yù)習(xí)課本實(shí)驗(yàn)：測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。
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