【教学目标】 1.知识与技能:了解什么是有用功、额外功和总功;

理解什么是机械效率。

2.过程与方法:通过参与探究活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

3.情感态度与价值观:在实验中培养合作精神,养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。

【教学重点】理解机械效率。

【教学难点】有用功、额外功的理解。

【教学媒体】桶、滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺。

【教学方法】启发探究式教学。

【教学过程】

一、新课引入

教师:功的原理是什么?

学生:使用任何机械都不省功。公式表示为: 。

二、新课教学

1.有用功、额外功和总功

出示计算题

学生解题

教师:利用机械做的功是240J,而人直接用手做的功是200J,为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ?

学生:因为使用任何机械都不省功。

教师:一只笨重的铁桶,另一只轻小的胶桶,你会选择什么样的桶将井中的水提起?

学生:轻小的胶桶。

教师:将水提起,你对哪些物体做了功?

学生:对水还有对桶都做了功。

教师:你为什么会选择胶桶?

学生:因为我们的目的是提水,桶是附带提起来的。

教师:我们来学习本节的三个概念:

有用功(W有):对人们有用的、必须要做的功。

额外功(W额):对人们没有利用价值而又不得不做的功。

总 功(W总):有用功加额外功。

2.机械效率

演示实验:用动滑轮提起钩码。

教师:上面那个实验,我们来分析哪些是有用功?哪些是额外功?

学生:提起钩码所做的功是有用功,提起动滑轮所做的功是额外功。

教师:哪些是总功呢?

学生:拉力所做的功是总功。

教师:观看视频,用四种方法将重物提上三楼。对什么物体所做的功是有用功?

学生:对沙子做的功是有用功。

教师:四种方法做了哪些额外功?

学生:第一种方法对人体重和桶重所做的功是额外功,第二种方法对桶重所做的功是额外功,第三种方法对桶重和动滑轮重所做的功是额外功,第四种方法对口袋重和动滑轮重所做的功是额外功。

教师:请同学们计算这四种方法的有用功、额外功和总功。

学生:完成计算。

教师:这四种方法所做的有用功是一样的,都是600J,但所做的额外功不一样,你会采用哪一种?

学生:采用第四种方法,因为第四种方法所做的额外功最少。

教师:这四种方法的效率是不一样的,其中第一种方法最低,第四种方法最高。因此我们引入机械效率的概念。

定义:有用功跟总功的比值。

公式:η=W有用/W总

教师:请计算这四种方法的机械效率各是多少?

学生:第一种机械效率是19%,第四种机械效率是87%。

教师:机械效率越高,浪费就越少。由于总功总是大于有用功,所以机械效率总是小于1。只有在理想情况下,机械效率等于1。

教师:起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?

学生:使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功。

3.提高机械效率的方法

教师:请同学们探讨:如何提高机械效率?

学生讨论、交流

学生:可以减轻机械重力;减少摩擦力,一般加润滑油。

三、巩固练习

学生解答,教师巡视指导

四、课堂小结

教师:这节课我们学了哪些知识?

学生:我们学了:1.功的分类:

有用功:对人们有用的功。

额外功:对人们没有利用价值而又不得不做的功。

总 功:有用功加额外功的和。

2.机械效率:有用功跟总功的比值。