【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能
1.能結(jié)合實(shí)例了解什么是有用功、額外功和總功.
2.理解什么是機(jī)械效率.
3.會(huì)正確進(jìn)行有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算.
二、過(guò)程與方法
1.通過(guò)思考和討論，知道Ｗ有用、Ｗ額外、Ｗ總的含義并清楚它們之間的關(guān)系.
2.通過(guò)觀察、分析和討論，理解額外功產(chǎn)生的原因，知道機(jī)械效率η＜１.三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題和歸納問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲.
【教學(xué)重點(diǎn)】 理解機(jī)械效率的概念，并能運(yùn)用公式η＝Ｗ有用/Ｗ總×100％進(jìn)行計(jì)算.
【教學(xué)難點(diǎn)】 知道機(jī)械效率η＜1，理解有用功、額外功、總功之間的聯(lián)系和區(qū)別.
【教具準(zhǔn)備】 沙子、塑料桶、方便袋、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪、刻度尺、多媒體課件等.
【教學(xué)課時(shí)】 1課時(shí)
【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.
【新課引入】
師 房屋裝修時(shí)，要把一堆沙子運(yùn)到樓上，你有哪些方法？請(qǐng)同學(xué)們思考討論，將討論結(jié)果記錄下來(lái)，看哪一組同學(xué)想的辦法最多？
學(xué)生發(fā)表各自的看法.
師 同學(xué)們說(shuō)得很好，下面我們就以一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題.
【進(jìn)行新課】
有用功和額外功
活動(dòng)探究
教師選取動(dòng)滑輪、塑料桶、方便袋（重力忽略不計(jì)）提起沙子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（可讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)）：第一次用塑料桶盛裝一定重力的沙子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖甲；第二次用塑料袋盛裝相同重力的沙子提起相同高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙.把記錄結(jié)果填在設(shè)計(jì)的表格中.
實(shí)驗(yàn)教師巡視指導(dǎo)，對(duì)動(dòng)手能力弱的同學(xué)給予適當(dāng)?shù)膸椭?，教師可參與一起實(shí)驗(yàn)，并提醒學(xué)生在拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意勻速豎直向上緩慢拉動(dòng)，并在拉動(dòng)過(guò)程中讀數(shù).用刻度尺測(cè)量沙子上升的高度和手移動(dòng)的距離（這個(gè)也可以不測(cè)量，動(dòng)滑輪自由端移動(dòng)距離是物體上升高度的2倍）.
2.有用功、額外功、總功
師 請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出你們探究的結(jié)果，哪種情況下做功多些？
生：（齊聲回答）當(dāng)然用塑料桶裝提起時(shí)做功多些.
師 為什么呢？
生：塑料桶重些，塑料袋輕些.教師引導(dǎo)學(xué)生分析，在提起沙子的過(guò)程中，對(duì)沙子做功的同時(shí)，還要做哪些功呢？
生：對(duì)塑料桶做功，對(duì)滑輪做功，對(duì)繩子做功，對(duì)滑輪軸間的摩擦力做功……
師 那我們真正需要的是對(duì)什么物體做的功？
生：當(dāng)然是對(duì)沙子做的功.
師 對(duì)啦，對(duì)沙子做的功才是對(duì)我們有用的功，我們把這樣的功叫做有用功.其他做的功是無(wú)用功，稱為額外功，這部分無(wú)用的功，能不能不做呢？
生：當(dāng)然不能！
師 為什么？
生：因?yàn)槲覀儽仨氁蕾囁芰贤埃ɑ蛩芰洗┭b沙，依賴動(dòng)滑輪提起.
師 正確，額外功盡管對(duì)我們無(wú)用，但卻又是不得不做的功，無(wú)法回避的功.
師 那實(shí)際我們?cè)诶没喬崞鹕匙訒r(shí)，所做的功包含有對(duì)沙子做的功，對(duì)動(dòng)滑輪、塑料桶（或塑料袋）、繩子重力做功及軸間摩擦力做功，把這些功之和稱為總功.
師 請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)總功包括哪些功？
生：總功包括有用功和額外功.
師 很對(duì)，總功等于有用功和額外功的總和.
總結(jié)：有用功Ｗ有用：為了達(dá)到某一目的必須做的功.額外功Ｗ額外：為了達(dá)到某一目的的過(guò)程中，并非我們需要但又不得不做的功.總功Ｗ總：有用功與額外功的總和.Ｗ總＝Ｗ有用＋Ｗ額外
學(xué)生完成教材P86頁(yè)中的表格.
機(jī)械效率
師 從上面實(shí)驗(yàn)和演示中可以看出，我們總是希望額外功在總功中所占的比例越少越好，即有用功占總功的比例越大越好，這樣效率就越高.因此，物理學(xué)中，把有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率.
（1）定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率.
（2）公式表示：η＝（W有/W總）×100％.
（3）任何機(jī)械的機(jī)械效率都是小于1的.
（4）機(jī)械效率是個(gè)比值，沒(méi)有單位.
學(xué)生完成教材P87頁(yè)中“活動(dòng)·計(jì)算機(jī)械效率”.
師 生共同討論如何提高機(jī)械效率.
例題1 在如圖所示的滑輪組中，用110N的力在5s內(nèi)把重為200N的物體勻速提高2m，則（ ）
A.對(duì)重物做的有用功約為200J
B.滑輪組的機(jī)械效率約為80%
C.拉力做的總功約為220J
D.拉力的功率約為88W
解析：A.滑輪組的有用功為W有用=Gh=200N×2m=400J，則A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B.拉力F做的功為總功，滑輪組的機(jī)械效率為η=W有用／W總×100%=400J／440J×100%=91%，則B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C.從圖可知，s=2h=2×2m=4m，∴W總=Fs=110N×4m=440J.則C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D.拉力的總功率P總=W總／t=440J／5s=88W，則D選項(xiàng)正確.
答案：D
例題2 關(guān)于機(jī)械效率的問(wèn)題，下列說(shuō)法中正確的是（）
A.做功越多，機(jī)械效率一定越高
B.單位時(shí)間內(nèi)做功越多，機(jī)械效率一定越高
C.省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率一定越高
D.額外功在總功中所占比例越小，機(jī)械效率一定越高
解析：A.做功多，有用功不一定多，有用功占總功的比例不一定高，所以機(jī)械效率不一定高，故A錯(cuò)誤；B.有用功占總功的比例與單位時(shí)間內(nèi)做功多少無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.省力多的機(jī)械的機(jī)械效率往往偏低，故C錯(cuò)誤；D.額外功在總功中所占比例越小，說(shuō)明有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械效率就越高，故D正確。答案：D
例題3 （湖南長(zhǎng)沙中考）甲乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中每一個(gè)滑輪的重量都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.若G1=G2，則拉力做的總功相同
B.若G1=G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率
C.若G1＞G2，則拉力做的有用功相同
D.用甲、乙中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變
解析：A.甲滑輪組中有一個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組中有兩個(gè)動(dòng)滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，若G1=G2，把物體提升相同的高度，則根據(jù)W=Gh可知甲乙所做的有用功相同，總功=有用功+額外功，故A錯(cuò)誤.B.若G1=G2，甲乙所做的有用功相同，乙做的總功大于甲做的總功，根據(jù)η=W有用／W總，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率，故B正確；C.若G1＞G2，物體提升相同的高度，則根據(jù)W=Gh可知：甲所做的有用功大于乙所做的有用功，故C錯(cuò)誤；D.用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，所做的額外功不變，有用功發(fā)生變化，有用功在總功中的比值發(fā)生變化，所以機(jī)械效率變化，所以D錯(cuò)誤.
答案：B
【教師結(jié)束語(yǔ)】
大家這節(jié)課的收獲確實(shí)不少，我們共同學(xué)習(xí)了有用功、額外功和總功，知道了它們?cè)诓煌瑘?chǎng)合下所指的內(nèi)容.理解了機(jī)械效率的含義，并能進(jìn)行計(jì)算.請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后結(jié)合身邊的實(shí)例相互交流和討論如何提高機(jī)械效率.好，謝謝！
【課后作業(yè)】
完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí)
在區(qū)分有用功、額外功和總功時(shí)，可以讓學(xué)生進(jìn)行思考和討論，明白對(duì)沙子所做的功是有用功，而其他的如動(dòng)滑輪、繩子、人自身重力等做的功，是無(wú)用而又不得不做的功，叫額外功.實(shí)際過(guò)程中使用機(jī)械做的功為總功.接著，教師還可以讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際事例相互交流與分析，從而加深理解有用功、額外功和總功的概念.

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4 機(jī)械效率

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