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机械效率
—新授课
★整体设计说明★
本课由传说故事引出问题，通过生活中的问题引出机械效率，再来解决生活中的问题，
设计实验探究滑轮组的机械效率跟哪些因素有关。这样不但充分体现的物理源于生活而用于
生活的特点，而且还能很好吸引住学生的注意力，教学目标也自然能达到了。
★教材分析★
机械效率是衡量机械性能的重要指标，也是学习其他效率，如热机效率的基础，具有十
分重要的现实意义。本节由“有用功和额外功”和“机械效率”两部分构成，其中机械效率
是本节重点。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。
★教法建议★
教学中要通过实例仔细分析有用功、额外功和总功，以便学生真正认识机械效率的含义。
要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，
既能激发他们的学习兴趣，又能增加实践体验。可以让学生课后收集有关机械使用历史发展
的资料，通过汇报、讨论、交流等多种形式，认识机械的使用对社会发展的作用，体现“注
意学科渗透，关心科技发展”的课程理念。
★学情分析★
学生在之前的学习中已对“功”有一定的认识，并且在日常生活、学习中也体会到“效
率”的问题，为这节教学的开展和知识的理解奠定一定的基础。
★学法引导★
放手让学生动手做实验，认真观察，同时深入思考，然后小组同学之间相互讨论交流，
归纳总结。这样来学习，既满足了学生的好奇心，也锻炼了动手能力、沟通能力，自然也加
深了对内容的理解。
★三维目标★
1．知识与技能
（1）能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
（2）能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于 1 的。能利用机械效率的公式进行2
简单的计算。
（3）通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。
2．过程和方法
（1）通过参与测滑轮组机械效率的活动，使学生加深对有用功、额外功和总功的认识。
（2）学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3．情感、态度与价值观
（1）激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，培养学生发现问题、提出问题和解决
问题的能力。
（2）在教学活动中培养学生与他人合作的意识。
★重点难点★
重点：理解机械效率
难点：测量滑轮组的机械效率
★课时安排★
1 课时
★教学过程★
一、新课引入（约 1 分钟）
投影，教师引导学生观察的同时提问。
教师：这篇传说故事告诉我们什么？
学生：这位宰相很聪明。
教师：他为什么聪明呢？
学生甲：他借皇帝的手惩治伙计。
学生乙：他让伙计浪费了好多力气。
学生丙：伙计们做了很多无用功。
【设计意图】通过传说故事，激发学生兴趣，引发学生的思考，通过学生讨论相互启发，
引出本节课的主题。
二、新课讲解
1．有用功、额外功和总功（约 5 分钟）
投影，提出问题：有什么办法将教室门口的沙子运上教学楼 3 楼？那种办法较好？（直3
接拿着桶从楼梯走上去、用动滑轮、定滑轮拉上去、用袋子装着直接从上面吊上去等）
教师：这里提供一些器材和相关的数据，请同学们讨论一下用哪种方法好？
教师：在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？
学生：对沙、桶、袋、人、动滑轮做了功。
教师：无论他采取哪种方法都必须做的功是什么？
学生：对沙做功。
教师：使用机械时对人们有用的功我们叫有用功。
教师：在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？
学生：对桶做功。
学生：对动滑轮做功。
学生：对人和口袋做功。
教师：人们不需要但又不得不做的功我们叫额外功。
教师：有用功与额外功的总和我们叫总功。
【设计意图】让学生开动脑筋，调动学生学习积极性，培养分析能力，开阔他们的视野。
2．机械效率（约 15 分钟）
①机械效率的引出（约 6 分钟）
【分组讨论】
方案一（直接用桶提）：有用功 600J；额外功 2520J；总功 3120J。
方案二（用动滑轮和桶）：有用功 600J；额外功 180J；总功 780J。
方案三（用动滑轮和袋）：有用功 600J；额外功 90J；总功 690J。
教师：在这三种方法中，哪一种方法有用功跟总功的比值大？
学生：方案三（用动滑轮和袋）。
教师：方案三（用动滑轮和袋）做的额外功最少。
教师：有用功跟总功的比值越大，我们就说机械效率高。
公式：η=W 有用/W 总
【设计意图】通过学生讨论、思考、比较、分析引出机械效率。并通过实例帮助学生理
解有用功、额外功、总功概念。体现从生活走向物理的课标理念。
②机械效率的特点（约 4 分钟）4
教师：机械效率在数值上有什么特点。
学生：机械效率没有单位，总小于 1。
教师：引导学生讨论机械效率可不可能等于或大于 1。
(有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1)
学生：机械效率常用百分数表示。
教师：不同机械的效率可能不同，同样的机械在不同的状况下效率也不尽相同。
机械的效率越高，越能发挥机械设备的作用。你有哪些方法提高机械的效率？
（学生讨论交流总结）
学生：改进结构，使之更合理、更轻巧。
学生：经常保养，定时润滑。
教师：机械效率的高低对我们有重要的现实意义，所以我们经常要了解机械的效率。请
看下面这台机械。
【设计意图】通过小组间学生的讨论来进一步理解机械效率的概念，知道机械效率是机
械性能的重要标志之一，理解机械效率在数值上的特点。
③机械效率的计算（约 5 分钟）
投影例题
起重机把重力为 4×103N 的重物匀速提升了 6m，而它的电动机所做的功是 4.8×104J，
起重机的机械效率是多少？
教师：根据刚才所学试一试（学生小组相互讨论交流，得出答案）
【设计意图】通过提出问题，意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、
和总功的概念。并且提升学生的交流能力，口头表达能力。
3.【实验探究】滑轮组的机械效率跟哪些因素有关？（约 10 分钟）
教师:今天我们主要探究相同滑轮组的机械效率跟物体的重力有什么关系？
学生：重力越大，机械效率越高。
学生：重力越小，机械效率越高。
教师：意见不一致，我们利用实验来探究相同滑轮组的机械效率跟物体的重力到底有什
么关系？
教师：实验中需要什么测量工具，要测量那些物理量？5
学生：用弹簧测力计测分别测出：钩码重力 G、拉力 F
用刻度尺分别测出距离 S、高度 h
教师：怎么计算有用功、总功？请写出表达式。
学生：W 有用＝Gh；W 总＝FS
教师：实验原理是什么？
学生：η＝W 有用/W 总＝Gh/FS
教师：测量过程中应注意什么？
学生：①要匀速拉动物体。②拉力方向应竖直。
教师：如何读数？
学生：眼睛要紧随测力计且示数稳定时读数，视线与指针指示位置垂直。及时记录数据。
投影
学生分组探究，教师巡回指导，了解学情，调节教学。
展示学生的实验数据（2-3 组代表）
小组内分析数据，归纳总结
全班交流实验结论：
次数 钩码所
受重力
G/N
提升高
度 h/m
拉力 F/N 绳端移
动的距
离 s/m
有用
功 W
有用/J
总功 W 总/J 机械效
率
η
1
2
3
【设计意图】让学生学习测量滑轮组的机械效率通过实验加深对机械效率的理解。培养
学生探究能力，提高学生的创新思维能力。培养学生分析数据，归纳概括能力。
三、课堂小结（约 2 分钟）
让学生归纳本节课学到的知识。
四、课堂例题（约 3 分钟）
投影
1．关于机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多机械效率越高
B．实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高6
C．使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率是百
分之百
D．有用功与总功的比值越大，机械效率越小。
2．用一个动滑轮，把 600N 的重物匀速提高 1m，拉力为 400N，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的总功为 800J
B．拉力做的有用功为 400J
C．动滑轮的机械效率为 60%
D．动滑轮的机械效率为 67%
（两道例题，让学生快速思考回答，老师做适当点评）
五、达标测试（约 8 分钟）学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的 8 道题，对学生错误的题目进行讲解。
六、布置作业(约 1 分钟)
完成课后作业题
【设计意图】通过学生自己归纳和总结，以及达标测试演练、课后作用等方式，是运用
不同的手段来考核评价学生这节课所学的知识技能与思想方法的掌握情况。
★板书设计★
机械效率
总
有用＝
W
Wη
人们使用机械做功
有用功
总功
额外功
机械效率
定义
公式
总 小 于
1
通常用百分数表示
提高机械效率的意义和方法7
★教学反思★
本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学，教学力求以学生的发展为本，努力创
设“和谐、平等、探究合作”的教学情境，倡导课程不只是知识的载体，也是教师和学生共
同探求新知识的过程，教学不只是单纯的教与学，而是师生共同寻求发展的过程。
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