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推荐机械效率》教学设计
一、 教材分析
1、本节内容不仅属于《机械与人》章节的重点重要内容，同时也是整个八年级（初二）物理学习的集大成章节。其内容包含本章节机械功能特点、功、功率等相关知识，还囊括了多种受力分析、判断和物体运动、平衡等众多知识。可以这样说，本节内容基本上把一本书大部分知识都融汇交织于此。因此不仅是一堂新课，而且还是一堂涵盖面非常广的总结课，当然也是一堂很具有难度的挑战课。
2、本节课不仅学习新的物理概念“机械效率”，能够对于机械效率进行分析和计算，而且还需要让学生能够在学习和生活当中真正的理解”效率”的切实意义，能够在生产实际中解决实际问题，达到人文和科学的高度结合。
3、本节内容基本上可以认为是8年级物理学习一年以来的收关之课，通过本节的学习能够把学生对于物理学科的认识和理解水平提升一定的层次和高度。
4、本节教学不能停留在简单的理论分析上，更重要的是结合实验让学生真切的理解机械效率的意义。考验学生的实验探究，创造性、归纳总结、团队合作等多方面的能力。
二、 学生分析
通过一年以来的学习，同学们储备了一定量的物理基本知识，掌握了一定的物理学习方法和具有一定的实验、实践方法和能力。大部分同学能够适应本节课的基本要求，同时也应当主意少数同学学习能力不足的现象。所以本节课的学习应当注意以下几点：
1、少一些高难度的理论分析和复杂的多步骤计算，尽量把抽象的知识生活化和形象化，让学生通过生活来理解知识，同时利用知识来解释、指导生产、生活。
2、适当的梯度和坡度，照顾不同学习能力层次的同学，让所有同学都能够参与学习和思考，有收获。
3、让学习走向生活，给学生预留一定的不同难度的课后实践探究问题，培养实践能力。
4、引导学生进行总结和反思，提升知识和能力的高度。
5、根据本地学生实际学习情况，本节内容分为两部分，两个教学时进行。第一部分让学生通过简单的实验理解机械效率，能够对相关问题进行分析和计算，达到对机械效率的切实理解，掌握实验探究各种机械效率的方法，为下一节实践探究各种机械效率做好充分准备。第二部分为实践探究课，同学们应用上节所掌握的知识和方法及要求探究不同机械在多种情况之下的机械效率，并且进行归纳总结，加深对机械效率的认识理解，同时能够利用所掌握和发现的知识去解决生产生活的实际问题。
三、 教学目标
1、知识和技能目标
①理解有用功，额外功，总功，以及三者之间的区别、来源、联系等关系。
②掌握机械效率的意义和计算方法。
③掌握通过实验、实践探究、测量和分析计算各种机械的机械效率的方法。
2、过程和方法目标
通过实验采集数据和分析，初步形象的理解机械效率，然后能够在理论分析的层次更加深入透彻的理解机械效率以及影响机械效率的各种因素。并且最终能够从理论走向生活和生产。
3、情感和态度目标：
培养学生合作的团队精神，实事求是的科学态度以及理论实践相结合，主动探究寻求真理的科学精神。
四、 重难点：
重点：通过实验探究初步理解机械效率，能够进行简单的计算分析。
难点：对机械效率深入分析，掌握机械效率的影响因素，能够区分功、功率、机械效率等容易混淆的概念和意识。掌握实验探究机械效率的基本方法。
五、 教学设备和教辅工具
多媒体投影仪、 滑轮、细线、弹簧测力计、铁架台、钩码等
六、 设计思想
本堂课应该有以下几点突出表现：
1、教师成为学生们学习的引导者，巧妙和高效的引导学生发现问题和解决问题，不应该成为知识的灌输者，甚至教师要学会装“不懂”让学生教老师，体现学生在学习中的主体地位，培养自我学习的能力。
2、实验、实践和理论相结合，首先由生活发现问题，通过实验探究归纳总结，解决问题。然后上升到高层次的理论分析，最后又回归到生产生活中。切实的体现物理科技知识教育的价值和意义。
3、师生之间具有良好的互动，教师能够切实的掌握学生对于知识和能力的把握程度，能够随机应变，及时调整教学方式及内容。
4、巧妙铺垫，预留学习内容，为下节实验探究做好充分的准备。
七、 教学流程
1、学生课前预习
2、课堂用简明、形象的问题引入新课题
3、实验探究，归纳总结
4、小习题训练，检查知识掌握程度
5、对机械效率深层次，高高度的理论分析，掌握测量机械效率的基本方法
6、安排课后作业，以及下节学习内容
7、总结
八、 教学详细环节以及学生活动
（一）引入新课，简单的知识构建
1、让学生选择搬运砖块的方式引入新课
学生活动：抽点学生回答，让其说明理由
2、分析有用功、额外功、总功
有用功：为了达到目的必须做的功
额外功：为了达到目的，不得不克服其他阻碍因素所做的功
总功：使用机械时所做的功，等于有用功和额外功的总和
学生活动：教师引导示例，利用多媒体展示图片，学生分析运送砖头时的有用功，额外功、总功。
引导学生分析：在实际使用机械的时候，总功总是大于有用功，不得不做额外功。
3、引导分析机械效率
分析引入原因
①定义：有用功和总功的比值
②表达式：
③说明：<1>: 数值用百分数表示，没有单位
<2>意义和作用：评估机械的性能，效率。
学生活动：翻看书本，找出答案回答。并且对知识点加强记忆。
（二）实验探究，切实体验实际，测量滑轮组的机械效率。
1、向提问如何进行实验体验和测量滑轮组机械效率机械
学生活动：思考，讨论和回答，教师引导
2、学生分组实验，采集数据，分析计算，并且把各组数据公布于黑板之上。教师引导学生归纳总结，进行评估。
后来改为观看我所做的实验视频
（三）课本例题分析处理，明确规范解题格式、方法和要求。
学生活动：抽点学生分析题目，讲解思路。强化解题格式。
（四）深层次的分析理解机械效率
1、公式的变形应用，配置一道小型的练习题。
练习1、已知某工地上滑轮组的机械效率是85%，要把质量为200千克的砖块提升10米，则滑轮组自由端拉力应该做多少功？
学生活动：思考，回答，练习，记忆强化。
2、机械效率 与有用功，额外功、总功的关系
学生活动：讨论效率大越大，则说明机械所做的有用功越多？
机械效率大小跟所做的各种功大小没有任何必然的关系，只说明有用功在总功当中的比例、份额。当控制变量时，讨论相互之间大小关系。
3、讨论思考：机械效率的范围
机械效率小于1，所以各种机械可以按照我们需求省力或者省距离，但是绝对不省功。
4、讨论思考：机械效率与功率的区别，能否说机械效率越大，则功率越大，或者说功率越大，效率越大？
两者从不同的角度来描述机械的性能
5讨论回答：如何提高机械效率？
当有用功一定时，尽量减少额外功（减小总功）提升相同质量的砖头一定高度
当额外功一定时，尽量增加有用功 同一个滑轮组提升重物，尽量增加重物质量，好比打的包车，尽量多座人
当总功一定时，减小额外功 电动机提升重物时，尽量减少附载物
6实际操作中如何提高机械效率：
减小摩擦，给滑轮组添加润滑油等
减少、减轻附载物
组合机械越多，效率越低！
（五）、观看实际生产生活中机械的使用，掌握选择机械的方法
（六）、简单习题训练，检测知识掌握程度。
①下列关于机械效率的说法，正确的是（ ）
a.越省力的机械，机械效率越高 b.减小额外功，可以提高机械效率
c.机械效率越大，功率也越大 d.额外功越大，机械效率越小
②为了提高机械效率，下列各种措施中有效地是（ ）
a.有用功一定，增大总功 b.总共一定，增大额外功
c.有用功一定，减小额外功 d.额外功一定，减小总功
③甲乙两台机器，甲的机械效率是85%，乙的机械效率是60%，则（ ）
a.相等的时间内，甲机器所做的功多 b.做同样多的功，甲机器花的时间少
c.甲机器比乙机器省力 d.上述说法都不对
④一滑轮组，不记绳重和摩擦，用它来提升一重为g的货物时，其机械效率为80%。若用该滑轮组来提升一重为2g的货物时，其机械效率（ ）
a.大于80% b.等于80% c.小于80% d.无法确定
（七）总结本节课学习内容，引导如何对待生活学习。多，快、好、省。
（八）安排下节教学内容，安排课后作业。
下节课学习内容预告及安排：
1. 实践探究同一滑轮组机械效率是否恒定、
2. 探究斜面的机械效率的影响因素
要求：提出自己的猜想，别且根据猜想设计可行的实验验证方法，提前设计好数据采集表格。
九、课后作业：
1.用一个动滑轮把重为1000 n的物体提高2 m，所用的力是550 n，则有用功为_____j，总功为_____j，这个滑轮组的机械效率为_____，动滑轮的重力_____n（不计绳重及摩擦）
2.如图1所示，用此装置拉一重为100 n的重物，使其在地面上做匀速直线运动，若不计滑轮重和摩擦，所需拉力为8 n，则物体与地面间的摩擦力为_____n。实际此装置的机械效率为80%，欲使物体以0.6 m/s的速度沿水平地面前进，那么实际拉力为_____n，拉力在 5 s内做的功为_____j。
3.用500 n的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8 m时，可将滑轮组悬挂的重为1500 n的物体匀速提高2 m，则额外功占总功的百分比是 [ ]
a.25％ b.75％ c.15％ d.85％
4.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较[ ]
a.总功不变，有用功增加了 b.总功不变，额外功减小了
c.有用功不变，总功减小了 d.以上说法都不对
5.起重机在1 min内能把5.0×104 n的物体匀速提高30 m，它的机械效率是60%，在 1 min内，起重机所做的有用功为多少j？所做的总功为多少j？总功率是多少w？
6、用滑轮匀速提升360 n的物体，假若滑轮组的机械效率为80％，绳子所能承受的最大拉力为100 n，考虑既省力又方便，问：此滑轮组应由几个定滑轮几个动滑轮组成？实际拉绳的力多大？
十、板书设计：
机械效率
1、有用功：
2、额外功：
3、总功：
4、机械效率：
①定义：
②表达式：
③理解、强调：
练习题分析，作图，说明，草稿等
详细介绍：
实验：测滑轮组的机械效率教案示例之三
（孙大栋）
教学题目四、实验：测滑轮组的机械效率。
教学自的通过学生实验，使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的成分，（即百分比）从而了解提高机械效率的途径。
教学器材刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2米的细绳。
教学方法学生实验与讨论。
教学内容
首先讨论上节课留的课外作业，指出：
1.提高机械效率的方法是尽可能减少额外功，即减少克服额外阻力所做的功。
2.p171想想议议
克服水重所做的功为有用功，克服水桶、绳子重所做的功为额外功。
从井里捞水桶时，克服水桶重所做的功为有用功，克服水桶里所带的水以及绳子重所做的功为额外功。
通过对以上问题的讨论，可见有用功，额外功主要取决于我们做功的目的性，加以区别，不是固定不变的。
【例如】我们用车推货物而做功，由于货物重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力所做的功为有用，但由于车重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力而做的功就是额外的功。
引言：本节课我们要通过测滑轮的机械效率，要进一步明确决定机械效率的两个条件，通过几个不同的方法所测定的效率，进一步认识提高机械效率的实际意义。
学会测定滑轮组机械效率的一些技术性问题。
实验中注意事项；
1.在实验中要将距离测量的准确些。
2.注意会将细绳绕在滑轮上。
2.尽可能在竖直方向上使用弹簧秤。
4.注意弹簧秤的示数要用牛顿表示。
5.拉动的过程中，尽可能使物体匀速上升。
6.可将各数据填入书中表格内。
7.注意分析实验中所出现误差的原因。
小结：
通过学生实验，教师巡视纠正实验中所存在的问题。指出有用功还可以这样来求得，
作业：p176—177，8、9。
【说明】这个教案基本上是提纲式的，建议新教师要把实验过程再写详细些。
实验：测滑轮组的机械效率教案示例之三
教学课题：第十一章 第八节
教学目的和要求：
1.理解有用功，额外功，总功以及它们之间的关系。
2.理解，能够计算相关的问题。
教学重点：
教学难点 :总功的概念 的概念
教学用具：重物，支架，细线，滑轮，斜面等
教学方法： 初中学生虽然有了一定的分析能力，但不善于动脑，好奇心强，集中精力听课的持久性差，比较好动，根据这个特点，我在教学中采用了"以学生自学为主，配以谈话、引导相结合"的教学方法，以培养学生的自学能力，提高学生的学习兴趣。
教材分析：在初中物理教学法中既是重点内容，也是难点内容，重就重在它可使学生对全章知识形成一个比较完整和全面的知识结构，真正掌握使用简单机械的目的；难就维在：1前面在讲简单机械和功的原理时，都没有考虑摩擦和某些机械自身的重。因此对本节课讨论的内容很难捉摸理解，在具体实例中分不清哪部分是存用功？哪部分是额外功？2对的物理意义不能真正理解，只会死记公式，遇到具体问题就感到无从下手。为此我在教学中将“用动滑轮提升重物”这个综合性的问题分解成三个单一的问题提出来即a直接提升重物b直接提升滑轮c用滑轮将重物提升。其教学过程 如下
教学过程 ：
一、复习旧知识：（学生回答以下问题）
1什么叫功？怎样计算？
2什么叫功率？它的物理意义是什么？
3功的原理内容是怎样的？
二、引入新课
通过对功的原理的学习，我们知道使用任何机械都不省功，那么使用简单机械的目的何在？（学生回答：省力或工作方便）在省力和工作方便的同时，我们以学习了表示做功快慢的物理量是哪一个？（学生回答：功率）今天我们将讨论使用简单机械中的另一个问题，开门见山引入新课。
三、讲授新课：
（一）引导学生学习有用功，额外功，总功三个物理概念
1板书课题让学生朗读课文
（1）请一们学生朗读课文1—3自然段要求其余同学留意有没有读错的地方，若有让学生提出并纠正。
（2）提问学生：在这几段课文中，提到了哪几个前面没有学过的名词术语？（学生回答：有用功、额外功、总功）
（3）教师指出：同学们看了这几段课文后，对有用功、额外功、总功会感到难以捉摸，今天我们就通过讲座下面的问题来突破这些难题。
2结合前面学过的知识引导学生观察、分析、思考、讨论如下四个问题：
（1）出示重物，提问学生，如果我将这个重为G牛的物体向上匀速举起，请回答如下问题：
a需克服什么力做功？（克服重力做功）
b需用多大的力？（F=G）
c需何等多少功？（W=FS）
（2）出示用细绳悬在支架上作动滑轮用的单滑轮，并说明：假设这个滑轮摩擦很小，可以忽略不计，它本身的重为G牛，如果我们通过拉绳子把这个下面没有挂别的物体的“空”滑轮匀速提升h米，引导学生回答如下问题：
a需用多大的力拉绳子？
b拉绳子的力需移动多大的距离？
c拉绳子需做多少功？
（3）把重物挂在动滑轮的下面，将重物用动滑轮匀速提起h米，引导学生回答如下问题：
a我们用来拉绳子的力包括哪些内容？（使重物升高用的力 使滑轮也随着升高用的力）
b动力做的总功凶手哪些内容？（克服有用阻力做的功 克服额外阻力做的功）
通过以上问题的解答，自然地将有用功、额外功、总功三个概念引出并能使学生知道三者的关系是W总=W有用+W额外
（4）为了对W总=W有用+W额外有一个再认识过程，出示斜面引导学生分析如下问题：
如果我们借助一个长L米高h米的斜面，匀速地把物体升高h米，假如斜面绝对光滑，那么沿斜面推物体用的力等于多少？动力做功等于多少？可是毫无摩擦的物体实际是没有的，任何斜面都有摩擦，那么利用这样的斜面把重为G牛的物体提升h米，沿斜面推物体所做的功W总=W有用+W额外，克服有用阻力何等的功就是合乎我们上的的有用功，而由于克服摩擦做的功就是额外做0的功即：W总=W有用+W额外
（二）讲解的物理意义和它的公式
1让学生读课文，结合前面的结论W总=W有用+W额外从面明确的物理意义。要求学生回答 下面的几个问题：
（1）的高低表示的物理意义是什么？
（2）单位是什么？
（3）为什么总小于1？能不能等于1？
（4）提高的关键和方法是什么？
（5）按的定义式，具体计算的思路如何？
2指导学生解决课文中的例题
解答初中物理习题虽然没有固定的模式，但要遵循一定的规律，所以要求学生要按照课文中的解题步骤分步解题。
四、引导学生通读课文自己作出本课小结。老师适当指导讨论如下问题：
1功率大的机械它的效率是否一定越高？提高功率是否就等于提高效率？
2越高是否一定越省功？
3做功越多是否一定越高？
4增加总功是否即可提高？
通过对上述问题的讨论，使学生能初步区别功、功率、这三个不同的物理概念，从而对全章的知识形成一个系统的知识体系。
五、课堂练习：
强化所学概念和公式，用以对知识的巩固及反馈其内容略
六、布置作业 ：
1认真复习课文
2预习下节教材，做好分组实验准备
3练习七 1 ，2
【进入情境观察思考】创设实验情境：（学生分组实验并观察思考）请利用所给定的滑轮组，进一步验证功的原理。（装置之一如右图）说明：这一装置与一般的实际应用的滑轮组的装置非常类似，所以在现实生活中具体普遍意义。在这一实验在，实验的操作及设计问题在功的原理那一节已经完成了，相信学生能够非常顺利地完全这一实验。但很明显，这个实验存在额外功的问题，也就是说这一机械有机械效率的问题。这才是创设这一实验情境的最终目标所在。【确定矛盾提出问题】1.比较外力对机械所做的功与机械克服阻力所做的功的大小。说明：这是特别提请学生注意的是：很多学生把机械克服阻力所做的功与机械克服重物所做的功相混淆。这是一个概念性的理解问题。所以严格地讲，上述的这一问题是上述实验所没办法解决的。所以这给学生留下一个强烈的思维矛盾。2.比较外力对机械所做的功与机械克服重物重力所做的功的大小。（实验结果：外力对机械所做的功大于机械克服物重所做的功）3.得出上述的实验结果，你有什么认识？（可能这时学生的感想和不同意见很多，但教师应把他归纳到下面这一点上）（外力直接对物体所做的功比利用机械时外力对机械所做的功要小）说明：这时的学生的思维矛盾更加激化了：既然使用机械反而费功，为什么在生产与生活中还要不断地大量使用机械呢？学生的这种“使用机械就能达到省功目的的”日常生活错误经验经常在学生的思维在作怪，这也是学生的思维产生矛盾与激化的原因所在。让学生明白：使用任何一种机械都不能省功（就是自然界中的普遍规律——功的原理决定的）。4.几个概念的界定： （1）机械克服有用阻力所做的功叫有用功，用w有表示。（学生举例：如上述实验中的机械克服重物做的功）（2）外力对机械所做的功叫总功，用w总表示。（学生举例：如上述实验中的手拉绳子所做的功）5.提出问题：对于机械来说，有用功在总功中的比例具有很重要的现实意义。（提出机械效率的概念）说明：这一个环节的最终目的不是要得到什么规律，只不过让学生学会探究机械效率在机械使用过程中的作用罢了。【全面分析确定假说】 不必须确定假说【制定计划实验研究】1.实验目的：对于同一机械对不同物体做功时的机械效率探究和不同机械对同一物体做功的探究。说明：这一实验过程的提出就是为了进一步探究机械效率在机械使用过程中的应用，故要求学生进一步探究同一机械在不同情况下的机械效率及同一物体被不同机械做功的机械效率问题。2.实验过程分析： （1）研究机械效率问题无非是知道有用功与总功的比值问题； （2）同一个重物被不同的机械做功（可以是同一滑轮组，但绳子绕法不同）；同一机械对不同的重物做功。3.四个实验过程的装置如右图所示： 说明：对实验装置的设计蕴藏着非常严密的逻辑思维与有创造性的发散思维，述的四个实验可以要求学生自己设计，以可以在教师所设计的实验设计方案的初步框架中让学生完成。具体所要求的难度大小由学生的具体程度而定，不强求统一。上述的四个实验装置的设计可以是多样性的，不要拘泥于一种形式。最具体说服力的是各种各样的形式都有涉及到。4.学生分组实验，并记录实验数据【分析现象解释数据】1.要求每一小组的学生对所得的实验数据进行列表处理。 外力（n）重物（n）（可以是其它）外力通过距离（厘米）重物通过距离（厘米）外力对机械做的功（焦）机机械克服有用阻力做的功（焦）机械效率机械1对物体1做功 机械1对物体2做功 机械2对物体上做功 机械2对物体2做功 说明：对实验现象或数据转化为图表是种重要的对实验现象进行处理的能力，要不断地培养学生这方面的能力。2.小组内学生对实验现象或数据进行交流讨论，并派一名代表进行表述。【提出结论评价预测】1.学生得出结论：同一机械对不同物体做功的机械效率是不同的，不同的机械对同一种物体做功的机械效率也是不同的。机械效率是衡量一种机械的性能的重要物理量。2.对上述的实验过程进行评述： （1）实验过程的必须考虑的因素有？（2）机械效率的物理意义？3.评价现实问题： （1）有人说越省力的机械，其机械效率就越高，此话是否正确？为什么？ （2）使用机械总要做额外功，为什么还要用机械呢？【彼此讨论交流结果】学生彼此交流实验结果。
【教学目标】
1. 知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。
2. 理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。
3. 培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。
【教学重点和难点】
对机械效率概念的理解。
【教学方法】
综合教学法。
【教学仪器】
电脑教学平台一套，滑轮组、铁架台、弹簧秤、刻度尺、相同木块和细线各20件。
【教学过程】
一、引入有用功、额外功、总功
师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 n重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？
在投影仪上映出下图：
生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。
师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。
现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画）
这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考：
1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重？
2. 砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？
3. 把100 n重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？
4. 通过滑轮组，绳子末端用了40 n的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？
5. 想一想，这两个功为什么不相等？
在投影仪上映出学生讨论的结果。
生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。
师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 n重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。
板书：
（一）有用功、额外功、总功
有用功：在工作时，对人们有用的功。
额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。
总功：有用功与额外功的和。
练习：
用桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是 功，对水做的功是 功。
二、引入机械效率
1. 学生分组实验（共20个小组，分2个内容，每10个小组做1个内容，2个实验并进。）
测定：把重g =1.5 n的木块，提高到h =0.2 m的高度时，
①通过一定动滑轮组所做的有用功、总功。
②通过两定两动滑轮组所做的有用功、总功。
每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。
2. 讨论与分析
（1）有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？
（没有）
（2）使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？
（不同）（这说明额外功不同）
（3）额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？
（越少越好）
师：一定的总功中，额外功少意味着什么？
生：有用功多。
师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量， 叫做机械效率。
板书：
（二）机械效率的定义
有用功跟总功的比值叫做机械效率。
板书：
（三）机械效率的公式：
练习：
1. 计算课本例题中起重机
的机械效率。
2. 计算学生分组实验中所用的简单机械效率。
师：由计算结果推知。
板书：
（四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。
三、小结
师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。
四、布置作业
（一）教材：人教社九年义务教育初中物理第一册
（二）教学要求
（l）知道什么是有用功、额外功和总功。
（2）知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道械效率总小于1。
（3）知道提高机械效率的意义和主要方法。
（三）教具
滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺。
（四）教学过程
一、复习提问
1.功的原理是什么？
2.演示（按图1装置）并提问。
用图1的滑轮来提升重5牛的物体，应用功的原理求在细绳端需要加多大的拉力？（动滑轮重忽略不计）
要求一名学生板演，其他学生在笔记本上演算，教师讲评并给出正确解答。
二、进行新课
1.有用功、额外功和总功
（1）演示实验
用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s。以下边讲边板书：
“实验数值G＝5牛，h＝0.5米，F＝3牛，s＝1米。
弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动＝F·s＝3牛×1米＝3焦，
提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦”
（2）提问：由实验可以看到W动＞W阻，这是为什么？
学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。
（3）总结并边讲边板书
①在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。
板书：“1.有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功”（注意，本节标题暂不出）
问：本实验中的有用功是多少？答：W有＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦。
②本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。
板书：“2.额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功”
③本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
板书：“3.总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功”
问：本实验中总功W总＝？
答：W总＝F·s＝F·2h＝3牛×1米＝3焦。
问：本实验中做的额外功是多少？
答：W额外＝W总－W有用＝3焦－2.5焦＝0.5焦。
2.机械效率
问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？
学生演算，答出计算过程和结果。
答：83.3％。
教师小结并板书：“4.机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率”
板书：补写本节标题：“三、机械效率”
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1”
教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。
问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？
答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30％做的是额外功。
3.提高机械效率
阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。
三、巩固练习
例题：用图2所示滑轮组把重600牛的货物匀速提高2米，所用的拉力是375牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。
要求学生板演，教师讲评。
教师小结：解答这类问题首先要认真审题，弄清已知条件。其次要注意，用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系。还要分清总功和有用功。总功是人利用滑轮提升货物时总共做的功，也就是人拉绳子的力做的功（或说动力对滑轮组做的功），计算时，功（W总）＝拉力（F）×绳端所通过的距离（s）。有用功是指滑轮组克服货物所受重力竖直升高所做的功，计算时，有用功（W有用）＝F·s。因为货物匀速上升，所以滑轮对货物拉力的大小等于货物重，即F＝G。货物提升的高度s用字母h表示（要与动力通过的距离s加以区分）。所以，有用功（W有用）＝货物重（G）×货物提升ツ高度（h）。
应该指出，在涉及机械效率问题时，功的原理也是适用的。这时动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。使用机械时仍不省功，而且还要不可避免地做额外功。
四、布置作业 ：1.课本章后习题8，要求计算出总功、有用功、机械效率。根据计算结果答出哪些说法正确。
2.预习课本实验：测滑轮组的机械效率。
（孙大栋）
教学题目 四、实验：测滑轮组的机械效率。
教学自的 通过学生实验，使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的成分，（即百分比）从而了解提高机械效率的途径。
教学器材 刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2米的细绳。
教学方法 学生实验与讨论。
教学内容
首先讨论上节课留的课外作业 ，指出：
1.提高机械效率的方法是尽可能减少额外功，即减少克服额外阻力所做的功。
2.P171想想议议
克服水重所做的功为有用功，克服水桶、绳子重所做的功为额外功。
从井里捞水桶时，克服水桶重所做的功为有用功，克服水桶里所带的水以及绳子重所做的功为额外功。
通过对以上问题的讨论，可见有用功，额外功主要取决于我们做功的目的性，加以区别，不是固定不变的。
【例如】我们用车推货物而做功，由于货物重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力所做的功为有用，但由于车重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力而做的功就是额外的功。
引言：本节课我们要通过测滑轮的机械效率，要进一步明确决定机械效率的两个条件，通过几个不同的方法所测定的效率，进一步认识提高机械效率的实际意义。
学会测定滑轮组机械效率的一些技术性问题。
实验中注意事项；
1.在实验中要将距离测量的准确些。
2.注意会将细绳绕在滑轮上。
2.尽可能在竖直方向上使用弹簧秤。
4.注意弹簧秤的示数要用牛顿表示。
5.拉动的过程中，尽可能使物体匀速上升。
6.可将各数据填入书中表格内。
7.注意分析实验中所出现误差的原因。
小结：
通过学生实验，教师巡视纠正实验中所存在的问题。指出有用功还可以这样来求得，
作业 ：P176—177，8、9。
【说明】这个教案基本上是提纲式的，建议新教师要把实验过程再写详细些。
课题
执教
陈楚彬
教学
目标
1、学习组装滑轮组，掌握测滑轮组机械效率的方法。
2、能进行滑轮组机械效率的计算。
3、提高学生的科学素质，培养学生的实验动手、观察、思维等能力，增强团结合作精神。
重点
难点
1、滑轮组的绕线组装，
2、重物上升的距离和绳子自由端所通过距离的测定。理解S与h的关系。
3、会η。
实验器材
1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组，刻度尺，钩码（或重物），弹簧测力计，铁架台，铁夹，细绳
教
学
过
程
设
计
教 学 内 容
教与学
能力培养
一。复习提问
1、什么是有用功，额外功，总功？
2、什么叫机械效率？计算公式？
为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？
二。预习提问
1、实验目的；
2、实验原理；
3、实验步骤。
三。实验指导
1、在实验中，弹簧测力计拉力的测量应该在工作过程中进行。在测量中，弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。必须在拉动中读数。为了避免实验时顾此失彼，同一实验组的同学要分工合作。
2、钩码上升高度的测量，可先量出钩码到桌面（或铁架座面）的距离h1,向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高后，再量出钩码到桌面（或铁架面）的距离h2那么h2-h1就是钩码升高的高度h 。为了测量和计算方便，钩码前后的高度h1、h2最好是整数。
3、弹簧测力计通过距离的测量，可以仿照测量钩码提升高度h的方法进行，或者事先在细绳与动滑轮（或定滑轮）相切处做个带色的记号，再拉弹簧测力计，量出记号到细绳与动滑轮（或定滑轮）相切处的距离，这就是弹簧测力计通过的距离s 。
4、在实验中要求严肃认真，实事求是地记录测得的数据，不能凑数。实验结束，要整理仪器，并放回原处。
通过提问，检查学生复习和预习情况，导入 新课。
启发实验
回顾已学知识，明确实验内容，了解实验器材、实验目的、实验步骤以及实验中的注意事项，为动手实验做准备。
教
学
过
程
设
计
四。强调实验中的注意事项，安排实验分工
四人小组成员好分工：一人负责操作，一人负责测量，一人负责记录，一人负责观察、指挥。
安排实验
学生“各尽其职”，相互合作，学会合作学习。
五。学生分组实验，完成实验记录并分析数据
1、分组实验：要实事求是地记录所测得的数据。不能凑数，更不允许自己不动手实验，不记数据而抄袭他人实验数据和结果。
2、数据分析：
①由于W总总是大于W有用，所以η＜1；
②从实验可见，不同的滑轮组，η的值一般不同；
③在实验中，对于已经组合好的滑轮组，只要用尺测出了钩码上升的高度h，数出承担重物的绳子的段数n，弹簧测力计上升的高度就可以算出来，即s=nh。
学生分组实验，完成实验记录；教师巡查指导。发现问题及时在全班讲解。
提高学生的科学素质和观察、动手、分析能力，增强学生的团结合作的精神和尊重科学的态度，掌握实验方法。
能通过实验数据做简单的分析。
六。学生实验情况小结
总结实验中的优缺点，及时纠正。
七。习题和实验探究（内容见《实验报告》）
1、习题讲解：（略）
2、实验探索：
①即使没有刻度尺，h和s可以不测出具体的数值，因为弹簧测力计移动的距离s与重物上升的高度h的比值为：s:h=n，n是承担重物的绳子的段数，再结合测得的重力G、拉力F就可以计算出η。滑轮组的机械效率可表示为：
②同一滑轮组，机械效率并非是固定的，η的值随滑轮组所提升的重物的质量的增大而增大。
③用不同的滑轮组来提升同一重物，越省力的滑轮组的机械效率越低。
④为了提高滑轮组的机械效率，一般采用的主要方法是：A.减小动滑轮的质量；B.减小整个装置的摩擦。
分析、讨论，对知识再探索。
提高学生的探究思维能力，拓广学生的视野和实验内容。体会“发展与创造”的乐趣。
实验创新
八。实验设计或改进建议
培养学生设计实验的能力。发现实验中存在的不足和缺点，根据实际，提出实验设计的方案或实验改进建议。
中物理教材中已经给出，但没有进行较深入的讨论。因此，学生对简单机械的效率往往有许多模糊的认识，采用归类复习对于消除学生模糊感，增强对知识的理解大有益处。
一、简单机械的种类、定义及性质
简单机械在我们已学过的中学内容里归纳起来有以下四种常见形式：
1.杠杆
定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。
实际生活中的杠杆有省力的，也有费力的，还有既不省力、也不费力的。例如独轮车、钳子、起子、剪刀、天平等。
2.滑轮
滑轮可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组三种。
（1）定滑轮
定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。
定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用它不省力，但可改变力的方向。例如在旗杆上装一个定滑轮，人站在地上就能把旗子升到高处。
（2）动滑轮
定义：滑轮和重物一起移动，这样的滑轮叫动滑轮。动滑轮的实质是动力臂力阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但是不能改变力的方向，在很多情况下使用不方便，因此动滑轮很少单独使用。
（3）滑轮组
定义：动滑轮和定滑轮组合在一起叫滑轮组。
这种机械使用起来既方便，又省力。例如汽车起重机、塔式起重机等。
3.轮轴
定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。
轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆。例如汽车驾驶盘，手摇卷扬机，辘轳等。
4.斜面
定义：与水平方向有一个倾角的面叫斜面。
使用斜面可以省力，但不能省功。例如，为了省力，人们在把重的物体搬到车上时，常常搭上一块木板。
二、简单机械的有用功、总功及效率
为了清楚有效地搞好机械效率复习，把简单机械的有用功、总功及效率总结列表如下（表中“l1”表示动力臂，“l2”表示阻力臂，“l”表示斜面长，“r”表示轮半径，“r”表示轴半径，“h”表示重物所升高度或斜面高，“s”表示绳子自由端的伸长量，“f1”表示动力，“f2”表示阻力，“g”表示物重，“n”表示轮轴转的周数或表示承担动滑轮的绳子段数）。
说明，表中有些栏目的公式没有化成最简式，目的在于让公式仍能继续充分反映各机械的本质特征，便于学生准确选择公式解答题目。
三、习题示范（略）
主题与背景：机械效率这一节的学习是整个初三学习的高潮，只要认真理解物理概念，把握物理规律，巧妙利用公式变形，这一部分内容是不难梳理的，反而能夯实完整的力学体系，夯实物理逻辑思维。情景描述：本节课通过具体的情景让学生知道有用功、额外功、总功；通过对机械效率的学习，让学生对效率问题在更广阔的背景下有个初步的概念，使学生把物理学习与自己的生活实际联系起来，具体于任何事情都要注意效率的科学态度。科学研究中在处理问题时，往往要把复杂的问题，在一定条件下简化，得出结论；又在这个基础上，联系实际把结论加以扩展充实。这是物理研究中常用的科学方法。教学目标知识与技能1.知道有用功、额外功、总功2.理解机械效率，会计算机械效率过程与方法1.根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题2.学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律情感态度与价值观 提高机械效率不仅有重要的经济意义，而且增强人的效率意识，讲求效率正是现代人应该具备的观念。重点 正确理解有用功、额外功的含义。 难点 引入机械效率的概念， 教法 情境探索法 教学过程 （一） 提出问题──科学探究的前提 研讨：在上一节"功的原理"曾经学过，使用机械时，人们所做的功，都等于不同机械而直接用手所做的功。条件是什么？ －不计机械重及摩擦 。从生活走向物理是新课程的理念之一，学生能根据生活经验对问题做出合理的判断。（二） 猜想──科学结论的先导研讨：以滑轮组提升重物做功为例，动力对绳子做的功等于滑轮组提升重物做的功。若动滑轮很重，绳与动滑轮间的摩擦较大时，动力对绳子做的功还等于滑轮组提升重物所做的功吗？我们有没有办法知道"两功"是否相等呢？ 生：思考与猜测……（三） 制定计划与设计实验──科学探究的具体化、程序化鼓励学生大胆制定计划与设计实验，展开“动动脑筋”的大比拼，你争我赶，产生浓厚的学习兴趣。（四）进行实验与收集数据──科学事实是进行科学分析的根据可以用滑轮组提升重物匀速上升一定的高度，分别测出物重g、拉力f、物体上升的高度h、绳子自由端移动的距离s；根据功的计算公式，再分别计算出动力对绳子做的功（w＝f·s），动滑轮提升重物做的功（w＝g·h），两者相比较就可以知道"两功"是否相等。此时，再进行小组比赛，看哪个组完成的又快又好。组别w=ghw=fsw_w 结论1 2 3 （五） 分析与论证──“实验后的思考有时比实验本身更重要！──牛顿” 研讨：这究竟是怎么回事呢？这难道与功的原理内容相矛盾吗？（讨论分析，教师引导）学生有了实验的基础踊跃发言：利用滑轮组提升重物做功时，我们除了提升重物外，还将动滑轮提升了一段距离，所以，人作的功除了提升重物做功之外，还必须克服动滑轮的重力、摩擦力（实验存在）而作功。前面学习功的原理时没有考虑这"两力"的影响，所以上述实验结论是功的原理在实际中的应用。在使用杠杆、动滑轮等机械时也有同样的结论。点睛：从实验和上面的分析我们知道：利用机械时，机械直接对物体做的功只是动力对机械做功的一部分。机械直接对物体做的功是我们完成做功的目的，是想做、有用的功（w有用），而克服机械本身的重力及机械部件间的摩擦所做的功，这是我们不想做的、无用的但又不得不额外做的功（w额外）。有用功与额外功之和就是机械克服全部阻力所做的功，这也是要求动力总共所做的功（w总）。即w总＝w有＋w额。（六） 应用──体现知识的价值知识应用体现从物质走向社会，同时也渗透“科学是一把双刃剑”，培养学生辩证的科学观。研讨：在使用机械时有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功在总功中所占的比值越大越好（额外功所占的比值越小越好）。不同机械、不同的使用情况，比值是不等的，比值的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。如何比较呢？引入新的物理量，那就是机械效率（η），用它来表示有用功在总功中所占比值的大小。：由机械效率的含义，我们能否写出它的表示式？机械效率增大，但总是小于1。机械效率只有值的大小而无单位。为什么机械效率η＜1？若η＞1 说明什么？使用机械时，除了要作想作的有用功外，还不得不克服额外阻力作功。如（讨论、教师引导、分析）提高机械效率的途径：一是增加有用功在总功的比例（增加物重）；二是减少额外功在总功的比例（减轻机械结构，减少部件间的摩擦）机械效率的概念可以很容易地扩充到一般的效率概念。让学生议议：除了用机械做功有个效率问题外，干别的事情有没有效率问题。一家人吃饭，能不能把每粒米都吃到肚子里去？用铅笔写字，一支铅笔的铅芯都能完全利用吗？等等。让学生想想这些问题，在更广阔的背景下对效率问题有个初步观念，有助于学生把物理学习与自己的生活联系起来，并初步培养他们干任何事情都要注意效率的科学态度。问题讨论：某人用图2所示的滑轮组提起1200牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，①求：此人所做的有用功、总功、机械效率分别是多少？②若克服摩擦所做的功是400焦耳，求动滑轮的重力是多少？此问题充分考察了本节课的教学内容，教师对学生及学生对自己学习的情况有充分的了解。诠释与研究： 通过这节课的教学，我认识到，必须大量的结合学生的实际，进行探究性实验，让他们真实体验研究的过程，他们才真正的有兴趣，才能真正的从考试的压迫下解放出来。以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。