《机械效率》示范公开课教学设计【物理沪科版八年级】

3/3《机械效率》教学设计教学目标1．通过对事例的分析，了解什么是有用功、额外功和总功。2．理解机械效率。教学重点及难点重点机械效率及实验探究测算滑轮组的效率。难点正确理解机械效率的概念。教学用具弹簧测力计，动滑轮，定滑轮，钩码，多媒体课件等。相关资源【教学实验】测滑轮组的机械效率.mp4教学过程

【课堂引入】小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了省力。思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？【新知讲解】一、什么是机械效率学生活动：用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度；用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码提升相同高度。记录相关数据。钩码重力G/N直接用手提升钩码利用动滑轮提升钩码弹簧测力计的示数F/N钩码提升的高度h/m拉力做的功W1/J弹簧测力计的示数F/N钩码提升的高度h/m弹簧测力计通过的距离s/m提升重物做的功W2/J提升动滑轮做的功W3/J拉力做的功W4/J123分析数据，可以看出弹簧测力计两次所做的功，发现利用动滑轮所做的功多一些，小组讨论交流可能的原因。分析得出使用机械时，会有省力、方便等有利因素，但由于机械本身的自重以及摩擦等因素，所以要做更多的功。学生自学教材后，回答出三种功的定义和机械效率的定义、符号及各物理量的含义。拉力所做的功，物理学中叫总功。在这一总功中包含了拉力在提起重物时，必须克服动滑轮的自重和滑轮转动时的摩擦阻力做的功。这部分功是无用的，但又不得不做，称为额外功。从总功中减去额外功，就是有用的功，物理学中叫有用功。有用功和总功的比值叫做机械效率，计算公式为：η＝eq\f(W有,W总)×100%，η：机械效率，W有：有用功，W总：总功。教师重点强调：在实际计算中，机械效率通常被表示为一个百分数，没有单位；由于W总＞W有，所以η＜1，因此机械效率必然小于100%。如果有人告诉你某机器：η大于1或大于100%，那肯定是错误的。学生自主完成教材例题，练习使用机械效率的简单计算，规范解题格式，能正确找出使用机械时所做的有用功和总功。教师选部分同学的解题过程利用实物投影进行展示，发现其中的问题并及时纠正。（二）机械效率总是一定的吗先让学生按照教材图10－34所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，小组讨论明确实验中哪些是有用功，哪些是额外功，总功怎么测量，然后进行实验将三次实验数据填写在下表中，比较三次测算的机械效率是否相等。教师补充：在实验中，一定要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数。如果不是匀速地拉，弹簧测力计示数忽大忽小，则W总偏大偏小，且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力，则W有偏大或偏小，由η＝eq\f(W有,W总)算出的机械效率数值差别太大；如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小，η偏大；如果在弹簧测力计静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F偏小，η偏大。序号拉力F/N弹簧测力计上升的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J机械效率η123分析数据比较得出结论，引导学生分析提高机械效率的方式：（1）同一滑轮组，载重越大，机械效率越大。所以滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功占总功的比例提高机械效率。（2）相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高。所以减小滑轮组中动滑轮的自重，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。（3）改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。最后概括得出提高滑轮组机械效率的方法：增加被提升物体的重量、使用较轻的动滑轮、设法减小绳和轮之间的摩擦。根据上述分析让学生自学教材并进行小组讨论交流，解释为什么使用任何机械都要对外做额外功。课堂小结1．三种功：有用功、额外功、总功。2．机械效率(1)定义：有用功和总功的比值。(2)公式：η＝eq\f(W有,W总)。3．机械效率总是变化的提高机械效率的方法：(1)增加被提升物体的重力；(2)减小机械的自重和摩擦。板书设计第五节机械效率一、机械效率1．总功：拉力所做的功。2．额外功：利