關于機械效率的教學設計
【教學目標】
1. 知道有用功、額外功和總功的含義及三者的關系。
2. 理解機械效率的概念，并能計算簡單機械的效率。
3. 培養學生對任何事情都要注意“效率”的科學態度。
【教學重點和難點】
對機械效率概念的理解。
【教學方法】
綜合教學法。
【教學儀器】
電腦教學平臺一套，滑輪組、鐵架臺、彈簧秤、刻度尺、相同木塊和細線各20件。
【教學過程】
一、引入有用功、額外功、總功
師：我們學校旁有一座私人住宅正在建造中，現在需把100 N重的砂子運到6 m高的樓上。想想看，有哪些方法，可以把砂子運上去？
在投影儀上映出下圖：
生：可以把砂子裝在桶里或裝在袋子里，人提上去。可以用起重機吊上去。還可以用動滑輪或滑輪組等簡單機械將砂子運上去。
師：同學們回答得都很好。我們可以有許多辦法將砂子運上樓。
現在我們選取其中的一種做個模擬實驗，請大家討論。（電腦模擬動畫）
這是一個利用滑輪組提升砂子的裝置圖，請觀察和思考：
1. 幾段繩子承擔物體和滑輪的總重？
2. 砂子升高h，繩子末端移動的距離s是多少？
3. 把100 N重的砂子運上6 m高的樓上，需要做多少功？
4. 通過滑輪組，繩子末端用了40 N的拉力將砂子運上去，實際做了多少功？
5. 想一想，這兩個功為什么不相等？
在投影儀上映出學生討論的結果。
生：提砂子上樓時也要把桶、動滑輪提上去，還要對桶和動滑輪做功；另外繩和滑輪之間還有摩擦，也需要做功。
師：我們的目的是把砂子運上樓，所以把100 N重的砂子運到6 m高的樓上，無論采取哪種方法都必須做的功，這是有用的功。用滑輪組將砂子運上去，在完成運砂子的同時，還不得不對桶和動滑輪也做了功，此外還要克服各種摩擦做功，這部分對砂子提上樓沒有用，但又不得不做的功，是額外功。
板書：
（一）有用功、額外功、總功
有用功：在工作時，對人們有用的功。
額外功：在工作時，對于額外負擔所不得不做的功。
總功：有用功與額外功的和。
練習：
用桶從井中提水的時候，對做的功是有用功，對做的功是額外功。
如果桶掉到井里，從井里撈桶時，撈上來的桶帶有一些水，這時對桶做的功是功，對水做的功是功。
二、引入機械效率
1. 學生分組實驗（共20個小組，分2個內容，每10個小組做1個內容，2個實驗并進。）
測定：把重G=1.5 N的木塊，提高到h=0.2 m的高度時，
①通過一定動滑輪組所做的有用功、總功。
②通過兩定兩動滑輪組所做的有用功、總功。
每個實驗的記錄結果選1～2組，在投影儀上映出進行分析。
2. 討論與分析
（1）有沒有一種簡單機械只做有用功，不做額外功？
（沒有）
（2）使用不同的簡單機械做功，完成相同的有用功時，所做的總功是否相同？這說明什么？
（不同）（這說明額外功不同）
（3）額外功在總功中占的比例越多越好，還是越少越好？
（越少越好）
師：一定的總功中，額外功少意味著什么？
生：有用功多。
師：在使用機械時我們最關心的是所做的這些總功中，有用功究竟占了多少。 為此我們引入一個新的物理量， 叫做機械效率。
板書：
（二）機械效率的定義
有用功跟總功的比值叫做機械效率。
板書：
（三）機械效率的公式：
練習：
1. 計算課本例題中起重機的機械效率。
2. 計算學生分組實驗中所用的簡單機械效率。
師：由計算結果推知。
板書：
（四）機械效率η是個百分數，一定小于100%，沒有單位。
三、小結
師：以上我們討論了機械的效率，其實在日常的生產、生活中，“效率”的含義很廣泛。我們做任何事情都有一個效率問題。我們生活的社會是一個現代化的社會，是講效率的社會，時時、事事、處處都要求高效率，以盡可能少的消耗去取得盡可能多的效益。我們在學習中，也應注意學習的效率，特別是提高45分鐘的課堂效率，這是我們掌握知識、提高能力的重要方法。
四、布置作業
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