机械效率教学设计
【教学目标】
1 结合实例，知道有用功、额外功、总功的含义及他们之间的关系
2 知道机械效率的概念及公式，了解提高绩效效率的途径和意义
3 通过实验测量滑轮组的机械效率
【教学重点】
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，
会利用公式进行有关的计算。
【教学难点】
分析影响机械效率大小的因素，能指出提高机械效率的办法。
【课程资源】
学生：纸杯，沙子，弹簧测力计，木直尺，小钩码，大钩码，铁架
台，两个轻质滑轮，细绳（长度 75 厘米-100 厘米），彩色贴条
教师：铁架台，演示滑轮 2 个，细绳，测力计，演示木直尺，贴条
【教学过程】
一、情境导入
1、请同学帮忙，”大材小用”,教师课前用一大桶装满沙子，沙子上面放上课本，把桶放在教室门口，上课后让两名学生帮忙抬进来。教师拿了课本后告诉学生想用的是课本，这桶沙子没用，又让两面学生抬出门 口。学生为两名同学白费大量功夫而报不平。
借机引入引入课题，这件事情的效率高不高？生活中也有很多讲究效率的事情，比如父母工作要提高效率，好早点下班回家做饭；同学们在学习过程中也要讲究学习效率，比如一天在校时间 10 小时，学习时 间是 8 小时，玩 2 小时，那么学习效率怎么计算呢？
大家看看这是什么？教师展示挖掘机，那么机械在使用的时候也会
有效率，今天我们来学习第六节，机械效率（板书机械效率）
1、播放视频，厉害了我的国，中国效率让世界惊叹
二、合作探究
（模块 1）有用功，额外功和总功概念的建立
1、复习回顾，做功的两个必要因素和做功的公式。
2、动脑筋思考，怎么把沙子搬到三楼？做一做，将沙子举高 10 厘
米，您能想出几种方案，并展示。课件展示图片沙子
学生组内合作，将沙子举高 10 厘米，有用纸杯直接举高，有用定
滑轮举高，有用动滑轮举高。
教师请同学展示成果，上台展示。通过以上展示，请同学们思考
1、 我们的目的是把谁举高？（学生回答沙子），如果直接搬 需要克服什么力做功？（克服沙子重力做功）这部分功是我们的目的所在，是我们必须做的功，这样的功叫做有用功。
2、 我们用纸杯装沙子，还克服什么力做功？这些功我们并不
需要，但是不得不做，这些功我们称之为额外功。
3、 练习计算，用桶将沙子举高。沙子重 10N，杯子重 1N,举高 1m，则有用功多少焦，额外功多少焦？生答：100 焦和 10 焦。总功是多少焦？那么克服沙子和杯子的总重力做功是多少焦耳？ 110 焦。这部分功是有用功和额外功之和，我们将其称之为总功。有用功与总功之和。 W 总= W 有＋ W 额
考考你
结合你将沙子举高的方式，请大家分别说出有用功、额外功和总
功
1. 一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外功是什
么？生答：对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。
2.
若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什
么？额外功又是什么？生答：对桶做的功为有用功，对水做的功 为额外功。
（模块 2）机械效率概念的建立
挖掘机模型演示挖沙，用挖掘机来挖一个乒乓球，效率一样么？
哪个效率低？什么是机械效率呢？我们来类比一下生活中的场景
1、
有 100 棵种子，其中 90 棵发芽了，求种子的发芽率？ 一个班有 50 名同学，有 30 名同学的成绩很优秀，求
2、
班级的优秀率？
3、
工厂生产了一批衣服 1000 件，其中 990 件是合格的
产品，求产品的合格率？
机械做功也是类似的，机械做功 100 焦耳，其中有用的部分有
用功是 80 焦耳，则机械的效率为多少？
1、定义：有用功跟总功的比值叫 做机械效率，用符号 η 表示。
2、公式： 3、单位
说明 η＜1，意义，机械效率反映反映了机械性能的优劣。
【典例剖析】 起重机把质量为 0.6t 的重物匀速提升了 3m,而她的
电动机所做的功是 34000J,起重机的机械效率是多少？
学生先分析，在计算。 （模块 3）测量机械效率
下面我们通过实验测量滑轮组的机械效率。
【想想议议】 怎样测量滑轮组的机械效率？需要测量哪些物理量？
用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？
【实验设计】——想一想怎样测量拉力呢？怎样测量 h 与s 呢？ 要测量h 与s，需要作四个标记，为了便于测量，对操作注意事项进行下 列设计。
演示：斜向上拉动弹簧测力计，这样操作行吗？
演示：向上猛然拉动弹簧测力计时读数，这样操作行吗？
演示：物体上升的过程，距离好测量么？将滑轮组安装在竖直的木尺旁边，拉动时，标记钩码上升的起点 A 与终点B，同时标记绳子的自由端的起点 A′与终点 B′。对 应读出 h 与s 的值。利用彩色纸条标记初始 位置和终点位置。
在此实验中操作的关键： 1．匀速竖直向上拉动弹簧测力计 2．应 在匀速拉动过程中读数 3.小组同学分工明确，各负其责。 教师巡视、指导学生分组实验。鼓励学生动手实验，鼓励学生间的交流和合作。
【测一测】请小组分工协作测出面前的滑轮组的机械效率。
【实验探究、合作研讨】学生小组分工协作进行试验，将实验测得的
数据填 入表格中。
学生展示数据
【分析论证】 组织学生展示实验结果。
【归纳总结】 同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高。说明: 将同一物体，提升相同的高度，有用功是一定的，动滑轮重、
绳重及摩擦越大，额外功越多，机械效率就越低。
【议一议】如何提高机械效率呢？
演示，结合滑轮组演示实验提出问题，1 如果用我这个大的动滑轮
做实验，效率跟你的一样么？为什么？
2 如果换成铁链，机械效率一样么？为什么?
【小结】 提高机械效率的办法:减小滑轮重，减小摩擦。我们可以看做是从额外功的角度出发来提高机械效率。那么其他简单机械要提高机械效率，我们也有办法。1.有用功一定时，减小额外功 ，例如改进机械结构，使它更合理、更轻巧，经常保养，按时润滑，以减小摩擦。 2.额 外功一定时，增大有用功。
三、课堂小结：
回顾本节课的学习内容 本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?
四、练习巩固