第5節探究使用機械是否省功教學目標【知識與技能】1能結合實例了解什么是有用功、額外功和總功，理解什么是機械效率2通過探究活動，知道使用任何機械都不省功【過程與方法】1經歷探索使用機械能不能省功的實驗過程，培養觀察能力，體會實驗研究方法2在實驗探究過程中，培養同學們設計實驗、收集實驗數據，從實驗中歸納科學規律的能力【情感、態度與價值觀】在實驗中培養合作精神，養成實事求是、尊重實驗結果的科學態度重點難點【重點】理解機械效率【難點】探究斜面的機械效率及影響機械效率的因素教學過程知識點一使用機械是否省功【自主學習】閱讀課本P112113，完成以下問題：使用任何機械都不能省功【合作探究】探究使用機械是否省功問題與猜想：人們使用杠桿、輪軸、滑輪等機械是為了達到一定的目的在使用中，有的機械可以省距離，有的機械可以省力那么，使用機械能夠省功嗎？與同學交流一下你的猜想制訂計劃：直接用彈簧測力計吊起一個重物，彈簧測力計的拉力對重物做的功為W1.再用彈簧測力計通過一個動滑輪吊起重物，使重物上升相同的高度，彈簧測力計的拉力做的功為W2.比較這兩個力所做的功就可以知道使用機械是否省功收集證據：按下圖所示的過程進行實驗實驗中保持重物緩慢上升用彈簧測力計測量拉力記錄重物和繩子自由端的始、末位置將以上數據及計算結果填入下表中.力/N移動距離/m力做的功/JFG2h0.1W1Fh0.2 JF1.2s0.2W2Fs0.24 J分析與結論：圖甲中直接用彈簧測力計勻速提升重物，拉力要對重物做功圖乙中拉動繩子使動滑輪上升時，拉力在對重物做功的同時也要對動滑輪做功，同時還要克服摩擦力做功，因此，使用動滑輪并不省功通過上述實驗過程，回答下列問題：1由實驗結果可知，W2與W1的大小關系是什么？答：W2W1.2根據該實驗的分析與結論可以得出什么規律？答：使用任何機械都不能省功知識點二有用功、額外功和總功【自主學習】閱讀課本P113114，完成以下問題：1必須要做的功為有用功，克服機械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功為額外功，有用功和額外功之和為總功，即W總W有用W額外2有用功和額外功不是絕對的，有用功與額外功視情況而定，對一種情況來說是有用功，對另外一種情況來說可能是額外功知識點三機械效率【自主學習】閱讀課本P113，完成以下問題：物理學中，將有用功跟總功的比值叫作機械效率機械效率用表示，公式為.【合作探究】1機械效率有單位嗎？答：機械效率沒有單位2為什么機械效率沒有大于1的？答：因為使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1的3用小數和百分數來表示機械效率，你認為哪種表達更好？答：用百分數表示更好4機械效率的物理意義是什么？答：機械效率是標志機械性能好壞的物理量，機械效率越高，做的有用功占總功的比例就越大，這個機械的性能就越好5簡單機械中的三種機械效率杠桿滑輪或滑輪組斜面豎直勻速提升重物水平勻速拉動物體，其中G為提升重物的重力；h為重物升高的高度；F為動力；s為動力作用點移動的距離(1)不計滑輪重、繩重及摩擦：(2)不計繩重及摩擦：，其中G為物重；G動為動滑輪的重力；h為重物上升的高度；s為繩子自由端移動的距離；n為承擔物重的繩子的股數，其中f為物體與水平面間的摩擦力；F為拉力；s物為物體移動的距離；s繩為繩子自由端移動的距離；n為承擔摩擦力的繩子的股數(1)不計摩擦：(2)有摩擦：，其中G為物重；h為斜面高度；L為斜面長度；F為拉力；f為摩擦力6應用機械效率公式解決實際問題例題一臺起重機將重3 600 N的貨物提升4 m如果額外功是9 600 J，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？起重機在哪些方面消耗了額外功？解答起重機提升物體的力等于物體的重力FG3 600 N，起重機提升重物所做的有用功W有用FhGh3 600 N4 m14 400 J1.44104 J.起重機做的總功W總W有用W額外14 400 J9 600 J2.4104 J因此，起重機的機械效率60%.知識拓展斜面1斜面也是一種簡單機械，使用斜面也可以省力，斜面越平緩越省力，但同時也就越費距離2常見的斜面有盤山公路、木螺絲、螺桿、螺旋式汽車千斤頂等【教師點撥】機械效率不是固定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，提起的物重不同，機械效率也會不同【跟進訓練】某機械的機械效率是75%，這說明使用這一裝置做功(B)A總功是額外功的3倍B有用功是額外功的3倍C總功是有用功的3倍D額外功占總功的課堂小結1使用任何機械都不能省功2有用功、額外功、總功：(1)有用功：為達到目的必須要做的功(2)額外功：我們不需要但是又不得不做的功(3)總功：有用功和額外功的總和W總W有用W額外3機械效率：(1)有用功與總功的比值叫作機械效率(2)常用百分數表示，1.練習設計完成本課對應訓練