八年级物理全册 10.5 机械效率导学案1（新版）沪科版

1、机械效率学导目标1.知识目标：知道有用功、额外功、总功的含义，知道机械效率及小于1的原因 ；了解提高机械效率的途径及意义。2.技能目标：能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；理解机械效率的概念；会利用公式=W有W总进行简单的计算 3.情感目标：通过对提高机械效率的方法的了解，树立抓住课堂时间，提高学习成绩的思想。 学导重点及方法 使用机械时，能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功，这是理解机械效率的概念及其意义的前提和关键，会利用公式W有W总进行有关计算和分析，是解决有关问题的基础，这是重点；会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法，是学习的归宿，这是难点。问题预设1.在教材

2、第202 页图10-33（a）（b）中分析两个拉力做的功一样多吗？，为什么，并找出其中的原因？2. 甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来，水桶里带了一些水，关于两同学做有用功、额外功是怎样的，通过图10-33（b）分析什么是总功、额外功、有用功并具体指出来？请再举出生活中的一个实例来说明以上三者。3. 历史上有不少人有过这样美好的愿望：制造一种不需要动力的机器，它可以源源不断的对外界做功，这样可以无中生有的创造出巨大的财富来，在科学历史上从没有过永动机成功过，为什么使用机械存在效率问题？那么什么是机械效率？它的计算公式是什么？每个物理量代表什么？机械的机械效率能等于或大于1吗

3、，为什么？4.中国移动济南公司的抢险队，在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少？（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？总结解题步骤，注意事项。5.在教材图10-34的实验中，猜想一下，用同一个滑轮组提升不同重物时，其机械效率是恒定不变的吗？用动滑轮个数不同的滑轮组来提升相同的重物时，其机械效率一样大吗？ 猜想之后，

4、通过查找资料写出影响滑轮组机械效率高低因素的结论？6. 在生产中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，你能解释是什么原因吗？提高机械效率有什么意义呢？这对你的学习什么启发，写下来。过 程时控学导内容设计情境创设2分钟建筑工地上有一堆沙子，要把这堆沙子运到三楼，你有哪些方法？请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多思考：用手直接对沙子做功与手拉动滑轮做的功相等吗？生答：不一样多。议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？还存在一个什么问题？今天来学习。目标咀嚼2分钟 阅读问题导读-评价单上的目标，同伴之间说一说这节课自己的目标，2分钟教师提问说目标。（学生能

5、够明确本节课的目标。）自学指导20分钟着你的目标扬帆起航，去发现你的问题，解决你的问题吧。1.再次阅读教材和资料，进一步用不同颜色的笔补充完善导读问题并解决“我的问题”，同时发现新的问题记在“我的问题”处。2.提出的问题要围绕目标，既要用规范的物理语言表达，又要联系生活实际。3.认真阅读，独立思考，思考之后解决不了的可与同桌小声交流解决。4.教师巡视学情，个辅各小组学困生问题导读-评价单上出错较多的问题。5.对学生再读自学和完成情况作出评价，表扬鼓励学生。 问题预设：1.机械的三种功提升重物G是目的，有利用价值，是有用功要提升G，同时必须将本滑轮也提升。这时要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则

6、你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功。要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，是总功（二）有用功、额外功、总功1在上面的活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记作：W有用 ；在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：W额外；如果把手的拉力（即动力）对动滑轮做的功叫做总功，记作W总，则总功应等于有用功与额外功之和。即W总W有用W额外。2以捞水桶或用水桶打水为例说明有用功、额外功、总功。提高机械效率的途径1）减轻机械自重2）减小机械间的摩擦3）允许情

7、况下增加物重讨论指导10分钟1先交流导读问题再交流“我的问题”。随时将组内解决不了的问题派组内书写好的同学呈现在黑板上。交流时要找出问题的答案、思路和拓展，交流完组内的问题后，再交流黑板上的问题，选择1-2个本组能解决的问题重点解决，并在黑板上标记，组内帮助学科长做好展讲的准备。2交流解决不了的问题可以到其他组交流寻找解决方案。并将本组解决不了的问题记录在黑板上相应的位置。3老师在学生交流的过程中给予相应的指导和疑难问题的解答。并鼓励每个学生都动口、动手、动脑。学科长做好分工，组长做好督促和检查。教师及时点拨学科长如何做。4. 教师观察对组内的交流情况进行评价指导。个辅：整体较差的小组。1班：

8、六组、八组、十组2班：四组、八组、十组3班：二组、九组、一组4班：七组、十组、二组问题预设：1.在教材第202 页图10-33（a）（b）中分析两个拉力做的功一样多吗？，为什么，并找出其中的原因？2. 甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来，水桶里带了一些水，关于两同学做有用功、额外功是怎样的，通过图10-33（b）分析什么是总功、额外功、有用功并具体指出来？请再举出生活中的一个实例来说明以上三者。名称定义符号公式实例有用功使用机械做功时对人们有用的功W有W有=Gh从井中打水时提水所做的功额外功对人们没有用但又不得不做的功W额从井中打水时提水桶和绳子所做的功总功有用功与额外功之

9、和W总W总=W有+W额从井中打水时手的拉力所做的功3使用斜面时：将重物举高h所做的功（Gh）为有用功；使用斜面时，沿斜面的推（拉）力所做的功（Fs）；服摩擦力所做的功为额外。3. 历史上有不少人有过这样美好的愿望：制造一种不需要动力的机器，它可以源源不断的对外界做功，这样可以无中生有的创造出巨大的财富来，在科学历史上从没有过永动机成功过，为什么使用机械存在效率问题？那么什么是机械效率？它的计算公式是什么？每个物理量代表什么？机械的机械效率能等于或大于1吗，为什么？分析：自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传

10、向低温物体），所以无法制造“永动机”解答：解：很多科学家致力于研究永动机，希望能造出不消耗能量而源源不断的向外输出能量；但结果都以失败告终；其原因是因为永动机违背了能量守恒定律（三）机械效率1定义：物理学中有用功与总功的比值叫机械效率。用表示。2表达式：3说明：机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，所以是一个无单位的物理量。因为W有用总小于W总，所以机械效率总小于1。机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关展讲指导精讲点拨7分钟1根据

11、选定的问题，各组学科长代表小组展讲，用规范的物理语言表达，要有起始语、陈述语、讨论语，要说答案、思路和拓展。要调动并引领同学做出补充或提出质疑。其余组做好记录、补充和质疑。2教师维持秩序和评价、规范学生的展讲；同时引导其余组提出质疑。 课下学术助理将黑板上解决不了的问题记录下来上交。. 问题预设： 5.在教材图10-34的实验中，猜想一下，用同一个滑轮组提升不同重物时，其机械效率是恒定不变的吗？用动滑轮个数不同的滑轮组来提升相同的重物时，其机械效率一样大吗？ 猜想之后，通过查找资料写出影响滑轮组机械效率高低因素的结论？答案：机械的效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的。影响

12、滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。由此可见用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率是不同的。拓展：提高滑轮组机械效率的方法 (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦

13、阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。(3)换用最简单的机械。 滑轮组拉物体水平前进时的机械效率：W有用W额外W总拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s物、拉力F移动距离sW有用=fs物W总=Fs=Fns物n为绳子股 功，功率和机械效率的比较：物理量物理意义定义符号公式单位说明功做功即能量的转化有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说

14、力对物体做了功WW=FsJl. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系功率做功快慢单位时间内完成的功PW(国际单位)kW，MW（常用单位）机械效率反映机械性能的物理量有用功占总功的总值无 汽车的机械效率和功率： 机械效率与功率是两个完全不同的概念。 这两个物理量是从不同方面反映机械性能的，它们之间没有必然的联系。功率大表示机械做功快；机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦，但效率只有30r 40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可

15、达80%，但功率却只有凡瓦特。6. 在生产中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，你能解释是什么原因吗？提高机械效率有什么意义呢？这对你的学习什么启发，写下来。答案：因为我们使用机械时，会有各种摩擦，克服这些摩擦，必须要做额外功，这就是机械效率不能达到百分之百提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义.拓展：提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更轻巧.在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用.起重机的机械效率是4050%，滑轮组的机械效率是5070%，抽水机的机械效率是6080%.打点收获4分钟1 回顾本节所学、所思、所想，同伴之间相互说一说本节的收获。2. 从知识，能力、情感三个方面说出自己的收获。3.教师提问2-3名同学，其他同学也可自告奋勇的表达。 有用功，额外功与总功：名称定义符号公式实例有用功使用机械做功时对人们有用的功W有W有=Gh从井中打水时提水所做的功额外功对人们没有用但又不得不做的功W