九年级科学上册 5.3 功与机械效率教学设计 华东师大版

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1、功与机械效率1教学目标让学生了解有用功，额外功，总功的定义，知道机械效率的表达式，并能熟练掌握各种简单机械的有用功，额外功，总共和机械效率。2学情分析学生掌握不好，较难理解！3重点难点有用功和额外功的分析教学活动活动1【讲授】机械效率二、教学过程1．引入师：生活中处处能听到“效率”一词，父母工作时要讲究效率，早点下班给同学们烧饭、做菜；同学们学习过程中也要讲究学习效率，如果班上某同学在校的总时间10小时，扣除自习时间，真正学习的时间只有8小时，玩2小时，怎样计算该同学的学习效率？生A：0.8生B：

2、80%师：用小数表示效率不符合人们用法习惯，将学习时间除以总时间再乘以100%就可以计算出学习效率。既然学习上有效率，那么使用机械时也应该有效率，我们将其称为机械效率。下面一起学习11-5节内容。（板书课题：11-5机械效率）2．有用功、额外功及总功概念的建立师：小明想一次性将家中散落在地面上的大米搬到桌面上，但苦于双手太小，无法将米一次性搬起，这时他找来一个空盒子，将米装入盒子中，很快完成了任务。如果小明直接用手搬大米需克服什么力做功？生：克服大米重力做功。师：米装入盒中，又需克服什么力做功？生

3、：克服盒子的重力做功。师：此过程中小明的目的是搬大米而不是搬盒子，所以我们将克服大米的重力做功定义为有用功，用W有用表示。搬运大米时克服盒子重力做功并不需要但又不得不做，故将其称之为额外功，用W额外表示。对于刚才假设桶的重力为10N、大米重力为100N，装米的盒子升高1m，则有用功为多少焦?额外功为多少焦?生：有用功为100J、额外功为10J。师：小明克服大米和盒子的总重力做功为多少焦耳？生：110J师：110J即为有用功和额外功之和，我们将其称为总功，用表示。（板书：一、有用功—人们使用机械时为

4、了达到某种目的需要做得功；额外功—达到目的的过程中不需要但又不得不做的功；总功—有用功和额外功之和。）师：下面我们再看几副图片，图2(a)中展示了从井中打水的情况，请问拉力对水做的功是什么功？拉力对桶做的功又是什么功？生A：拉力对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。师：如果从井中捞桶，桶在打捞过程中不小心灌了一些水，请问哪些是有用功，哪些是额外功？生B：拉力对桶做的功是额外功，对桶做的功是有用功。师：如果老师用手拉着动滑轮两端的绳子将钩码提升高度h,动滑轮被提升高度为多少？（教师演示用两只手同时

5、拉着绳头提升动滑轮和重物。）生：动滑轮和物体一起上升高度h。师：在上升过程中，克服什么力做功是有用功，什么又是额外功？生：克服钩码重力做功为有用功，克服动滑轮重力做功为额外功。师：但是在使用动滑轮时并不是拽着两根绳头往上拉，而是按照如图3所示：一端固定，另一端绳头受拉力作用，绳子与轮之间发生相互摩擦，还需要克服什么力做功？生：克服摩擦力做功。师：只有克服摩擦力么？如果这根绳子是粗麻绳，什么力会明显显现出来？生：重力。师：也就是说还要克服什么力做功。生：克服绳重做功。师：很好，由于这两个功都与绳子有

6、着密切的关系，我们就统称为克服绳重和摩擦力做功，它们是有用功么？生：不是，是额外功。3．机械效率概念的建立师：看来动滑轮提升物体的额外功有两项，一是克服动滑轮重力做功，二是克服绳重和摩擦力做功，我们不妨简记为和。假如动滑轮重力为0.2N、两个钩码总重力为1.0N、钩码被提升的高度为1m以及克服绳重和摩擦力做功为0.3J，有用功、克服动滑轮重力做的功以及总功分别是多少？请三位同学分别回答。生A：有用功是1J。生B：克服动滑轮重力做功是0.2J。生C：总功为1.5J。（教师板演计算过程。）师：类比于学

7、习效率，总功类比于总时间，有用功类比于学习时间，额外功类比于玩的时间，则动滑轮也有效率，我们将其称为机械效率，用表示。计算方法是用有用功除以总功乘以100%。由于有用功和总功的单位都为焦耳，所有无单位，我们用百分数表示。表示有用功与总功的比值，比如某机械的机械效率为80%时，表示有用功占总功的80%。结合刚才的数据和机械效率公式，动滑轮的机械效率如何计算？（板书二、公式：，=80%表示有用功占总功80%）生：用1J除以1.5J，计算结果为67%。师：对于除不尽时，一般情况下，小数点后保留三位小数化

8、为百分数时就是66.7%。刚才情况中，如果忽略绳重和摩擦，又该怎样计算机械效率？生：用1J除以1.2，计算结果为83.3%。师：看来在有用功一定时，额外功越小，动滑轮的机械效率越高。额外功由原先的两项变为一项，我们也不妨试着推导忽略绳重和摩擦情况下动滑轮机械效率公式：（板书三、忽略绳重和摩擦：）通过这个公式，我们很容易计算出机械效率的高低，然而使用时还需克服摩擦力做功，这个功并未涉及，看来还需寻找一个量，它的数值要比Gh+G动h大，这样就能反映出实际情况下总功的大小，让我们一起再探