第一篇：機械效率教案

機械效率

教學目標

1.通過對簡單習題的練習，鞏固所學知識； 2.由淺入深激發學生興趣；

3.加深對有用功，總功及機械效率的認識。教學重難點

1.對滑輪組省力費距離的理解；

2.對有用功，總功,功率及機械效率的計算； 新課教學 <引入> 我們學習了有關機械的知識，我們的生活離不開機械，機械可以省力，具體省力情況讓我們通過題目來具體了解。<練習一> 如圖所示，某人用一個動滑輪將物體上升了3m，已知物體重200N，拉力大小為120N，不計繩重和摩擦，問：

（1）繩子自由端上升多少米？

（2）有用功和總功為多少？（3）機械效率為多少？ <學生展示>

解：（1）S=2h=2×3m=6m;

（2）W有=Gh=200N×3m=600J

W總=FS=120N×6m=720J（3）η= 有 總

=

=83.3%

答：繩子自由端上升6m,……。<提問> 通過這些已知信息還可以求哪些東西？ <學生展示> 額外功。大小為120J。<老師補充> 額外功是提升物體時克服動滑輪重力做的功，所以還可以用來求動滑輪重力。

W額=G動h可得G動=<質疑> 是否還有其他方法計算動滑輪重力。<學生展示> 利用省力情況分析：F=G總得 F=（G物+G動）

額

=

=40J

所以：G動=2F-G物=2×120J-200J=40J <過渡> 剛剛我們分析的是單個滑輪，接下來我們做一個滑輪組的，看看有何區別。<練習二> 如圖，工人用一個滑輪組提升重物，已知重物5S內上升了10米，其重力為100N，拉力大小為60N，求：

（1）有用功；

（2）拉力的功率

；（3）機械效率。<學生展示> 解：（1）W有=Gh=100N×10m=1000J；

（2）W總=FS=60N×10m×2=1200J

P==

有 總=240J;（3）η= <提問> =

=83.3% 功率還有何求取方法？ <學生展示> 利用公式P=FV。<過渡> <練習三> 某同學用如圖所示滑輪組提升物體，物體重600N，拉力大小為400N，繩子自由端上升18m，求

滑輪組動滑輪上的繩子段數越多越省力，我們還是提升物體，換個滑輪組，看看有什么不同。

（1）物體上升的高度；（2）有用功；（3）機械效率； <學生展示> 解：（1）h==

=6m;

（2）W有=Gh=600N×6m=3600J；

（3）W總=FS=400N×18m=7200J

η= <過渡> 剛剛我們學習的是提升重物，如果滑輪組是用來水平拖動物體的，他的計算與之前的有何不同？

<練習四> 有 總 =

=50% 4.(2016邵陽34題)(9分)在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡化如圖，為了盡快疏通道路，交警只用了30 s的時間，指揮拖車在水平路面上將質量是1.5 t的故障車勻速拖離了現場．若故障車被拖離的速度是6 m/s，繩子自由端的拉力F是500 N，該裝置的機械效率為80%.求：

(1)故障車在30 s內通過的路程；(2)拉力F在30 s內所做的功；

(3)故障車在被拖離過程中受到的阻力． <學生展示> 解：（1）S=Vt=6m /s×30s=180m；

（2）W總=FS=500N×180m×3=270000J（3）W有=Gh=15000N×10m=150000J； W額 =120000J W額= FS可得F=<質疑> W有是克服摩擦阻力做功，利用機械效率先求有用功。W有=W總η=270000J×80%=216000J F= 有

額

=

=666.67N = =1200N <總結> 同學們我們今天練習的是關于滑輪組的知識，滑輪組的省力看動滑輪上繩子段數，費距離情況也是如此，做功一定要看力和沿著力方向移動的距離，W=FS；功率P=W/t.希望同學們在今后的學習中更加努力，取得優異的成績。

<補充> 可添加速度在練習三中，搞清楚繩子自由端和物體上升速度的區別，注意一一對應。

第二篇：機械效率教案

篇一：12.3機械效率教案

12.3機械效率

一、教學目標

1．能結合實例分析常見機械的有用功、額外功及總功 2．能說出機械效率的含義，知道機械效率是小于1的 3．會對機械效率進行一般計算

4．通過實驗了解滑輪組機械效率的高低與物體重力的關系

二、教學重點

1．能結合實例分析常見機械的有用功、額外功及總功 2．能說出機械效率的含義，知道機械效率是小于1的 3．會對機械效率進行一般計算

三、教學難點

1．能結合實例分析常見機械的有用功、額外功及總功 2．通過實驗了解滑輪組機械效率的高低與物體重力的關系

四、教具

彈簧測力計、斜面等。

五、教學教程設計 第一課時

（一）導入新課

課前預習：課本第85到87頁。

（二）有用功和額外功 引入：簡單機械在初中物理力學中是相對綜合的知識點，一方面要從力的角度認識簡單機械，另一方面還要從功的角度認識簡單機械。

問題1：如果把重力為g的物體提升一定的高度h，需要做功嗎？做什么功？ 問題2：現在有兩種方法將物體提升，第一次直接用手提升物體，第二次用動滑輪來提升物體，對比兩次做功有什么不同之處呢？

問題3：第一次為了完成任務必須要做的功是多少？gh。最終是誰在對物體做功？手。手對物體做了多少功？gh。

問題4：第二次為了完成任務必須要做的功是多少？gh。最終是誰在對物體做功？手。手對物體做的功還是gh嗎？第二次中，不但將物體提升一定高度要做功，動滑輪有沒有被提升一定高度？是否需要對動滑輪做功？是否需要克服摩擦力做功？對動滑輪和克服摩擦力做的功是否有價值？是否一定得做功？ 引入幾個概念：

（1）w有：完成某項任務時，必須要做的功叫有用功；（2）w額：沒有價值，但又不得不做的功叫額外功；

（3）w總：有用功和額外功之和。

（三）機械效率（η）

引入：現在有兩個滑輪組提升物體，第一個滑輪組將g提升h，第二個滑輪組將2g提升h，兩個滑輪組都要做有用功，都不可避免要做額外功，那么這兩個滑輪組那個更好一些呢？ 問題1：兩個滑輪組誰的有用功更多？做的有用功多機械就好嗎？有可能做的額外功更多。問題2：兩個滑輪組誰的總功更多？做的總功多機械就好嗎？ 問題3：用什么辦法可以比較機械的好壞呢？

講解：只是比較做有用功的多少不能判定一個機械好壞，只是比較總功的多少也不能比較機械的好壞，但是如果我們比較有用功和總功的比值呢？比值越大，說明做的總功有更多的功轉化為了有用功，比值越大說明機械越好。因此有用功和總功的比值對我們來說就有意義了，所以在物理學中引入了一個新的物理量η來表示機械的好壞優劣。1 23（1）w（2）w（3）w有=w總（1-η）強調：

（1）因為用機械做功時總功總是大于有用功，所以η總是小于1，常用百分數表示；

（2）η是有用功和總功的比值，所以η由有用功和總功兩個因素決定，因此分析機械效率時不能只考慮一個因素。能不能說機械做的有用功越多，機械效率越高？能不能說機械做的總功越多，機械效率越高？但是，當總功一定時，有用功越多，機械效率越高；當有用功一定時，總功越少，機械效率越高；當額外功一定時，總功越多，機械效率越高。4．提高機械效率的方法：

（1）盡量減少額外功：減輕機械自重、加潤滑油以減小摩擦力；

（2）盡量多做有用功：在w額一定的情況下，盡可能增大w有。一般來說在機械能承受的范圍內，盡可能每次多吊起重物，充分發揮機械的作用，提高機械效率。所以，同一個機械的機械效率不是一個定值。

5．知道常見機械的有用功、額外功及總功（重點強調）（1）從目的判斷有用功，例如：打水、提桶；

（2）人背東西上樓（有用功為克服物體重力做的功、額外功為克服自身重力及口袋重力做的功、總功為有用功和額外功之和）；

（3）定滑輪（有用功為與物體接觸的繩子因克服物體重力做的功、額外功為克服摩擦力做的功、總功為繩子自由端拉力做的功）；（4）豎直滑輪組（有用功為與物體接觸的繩子因克服物體重力做的功、額外功為克服摩擦力、繩重及動滑輪重力做的功、總功為繩子自由端拉力做的功）；

（5）水平滑輪組（有用功為與物體接觸的繩子因克服物體摩擦力做的功、額外功為克服繩子與滑輪摩擦力、繩重做的功、總功為繩子自由端拉力做的功）；

（6）杠桿（有用功為克服物體重力做的功、額外功為克服摩擦力及杠桿重力做的功、總功為自由端拉力做的功）；

（7）斜面（有用功為克服物體重力做的功、額外功為克服摩擦力做的功、總功為繩子自由端拉力做的功）；第二課時

（四）復習：

（1）區分有用功、額外功及總功和機械效率的關系；（2）區分功率和機械效率的關系；（3）結合圖12.3-1說明省力的機械不一定機械效率高；（4）對于同一個機械其效率是可以變化的。

（五）常見機械的機械效率 1 n=3）

g物（1）理想情況：f=n（2：①f=g物?g動 n ②w額=g動h g物g = nfg物?g動

（3）一般情況（強調w有、w總、w額）2．水平滑輪組（隱含條件sf=nsa）（1（234．斜面（1g nf f =1 nf額=fsfgl2、w額=g杠桿h fl1、fs=gh w額=w總-w有=fs-gh=fs（易錯點常考點）（2問題1：有用功、總功是什么？額外功是什么？

問題2：如果要測量斜面機械效率需要測量那些物理量？ 問題3：應該如何拉動木塊？ 問題4：斜面的機械效率與什么因素有關？

問題5：如果斜面傾斜程度變大，額外功怎么變？額外功是克服摩擦力做功，當傾斜程度變大時，摩擦力變小，距離變短所以額外功變小。（3）同一斜面，越陡，η越大，越不省力；同一斜面，越緩，η越小，越省力；（4）機械效率與傾斜程度和粗糙程度有關，與物重、斜面長短和拉動距離無關。

六、板書設計

12.3機械效率

一、機械效率

123w額=w總-w有=w總（1-η）4（f（2）多做w有：在w額一定的情況下，盡可能增大w有（說明η不是一個定值）

二、常見機械 1n=3）

g（1）理想情況：f=物n（2： ①f= g物?g動 n ②w額=g動h g物g= nfg物?g動（3g nf2．水平滑輪組（隱含條件sf=nsa）（1（234．斜面（1f=1 nf w額=fsf gl2、w額=g杠桿h fl1、fs=gh w額=w總-w有=fs-gh=fs（2（3）同一斜面，越陡，η越大，越費力；同一斜面，越緩，η越小，越省力篇二：機械效率教案設計 機 械 效 率 教材分析

本章內容大致可以分為兩個部分：第一部分主要介紹功；第二

部分主要介紹機械能。功部分主要學習做功的多少，做功的快慢，做功的效率。機械效率是在前面簡單機械和功的基礎上進行得更深一層的學習。它與我們的生活息息相關，機械效率的概念已廣泛應用于工作，生活和學習等方面，有必要讓學生去探究，理解。機械效率的概念涉及面廣，內容抽象。教材通過生活事例：因

裝修房子的需要，要把一定量沙子從一樓運往三樓。然后提出三種方案，讓學生通過計算說明那種方案較好，進而讓學生明白，什么是有用功，什么是額外功，什么是總功，什么是機械效率。認識機械效率的物理意義和現實意義，計算公式，知道實際的機械效率不可能是100%，教材最后通過測斜面機械效率的探究活動，一方面提高學生科學探究能力，另一方面，加深了學生對機械效率的更進一步的理解，同時在探究過程中，培養學生嚴謹求實的科學態度。從而增強將科學服務于人類的責任感。教學目標

知識與技能： 1.了解什么是有用功、額外功和總功。2.理解什么是機械效率。

過程與方法： 通過參與探究斜面機械效率的活動，學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方 案。

情感態度與價值觀 ： 通過學習培養高效做事的思想和勇于探 究事實求是的科學態度。教學重點：1．理解機械效率；2．探究斜面的機械效率。教學難點：理解機械效率。教學準備：長木板、木塊、彈簧秤、刻度尺、細線。教學過程

一、復習、引入新課

復習：1.什么是功？功的兩個主要因素是什么？ 2.將重20 n的重物勻速舉高2ｍ，人需做多 少功？ 探究活動：

目的；因裝修房子的需要，要把沙子從一樓運往三樓。方案； 1.將沙子裝進桶里提上三樓； 2.將沙子裝進桶里用動滑輪提上三樓； 3.將沙子裝進袋子里用動滑輪提上三樓； 問題；那種方案較好？

（已知：沙子重100n，人的體重４00 n，動滑輪重10 n，桶重 20 n，口袋重5 n，每層樓高3ｍ）

討論并計算：1.我們的目的是什么？那部分功對我們是有用的？ 2.為了達到目的，采用上面的三種方案人實際總共 做功各是多少？那些功人不想做，但采取這種方案又 無法避免，對達到目的來說是額外的？它們各是多 少？

3.那種方案較好？怎樣比較？

教師小結，給出有用功、總功、額外功的定義，并說明可用有用功與總功的比值來反眏完成某任務所采取的方案的劃算程度，物理上把它叫做為機械效率。今天，我們就一起來學習機械效率。

板書課題：機械效率

二、新課學習1.機械效率

教師引導學生總結上面討論的問題給出定義。

板書：有用功：我們所需要的功額外功：我們不需要但是不得不做的功 總功：有用功與額外功之和

機械效率：有用功在總功中所占的比例 2.公式：

由定義得公式：機械效率用字母η表示。

w有表示有用功；w總表示總功。那么，機械效率應該怎樣表示？ 板書：

討論：1.機械效率的單位是什么？

2、機械效率可能大于1嗎？為什么？

強調： 機械效率常用百分數來表示；工作中，我們總是希望功 越少越好；也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。

思考練習： 1.有一水桶掉進了井里，現在想撈桶，有用功、額外 功、總功各是什么？若現在想用桶打水，有用功、額外功、總功各是什么？

2、起重機把質量為60ｔ的重物勻速提升了3ｍ，而他 的電動機所做的功是3.4χ103j，起重機機械效率 是多少？

3.如圖，用200ｎ的力將一重250ｎ的物體勻速推上 長10ｍ、高6ｍ斜面的頂端，求斜面的機械效率是 多少？

同學們，剛才我們知道上面斜面的機械效率，任何斜面的 機械效率都一樣嗎？請同學們再來觀察用斜面推物體的情景。思考討論： 斜面的額外功來源是什么？影響斜面機械效率的因素 可能有哪些？

教師引導學生提出問題： 光滑程度相同，傾角不同的斜面機械效 率是否相同？

學生大膽猜想：可能是在斜面高一定時，斜面的傾斜程度越大，機 械效率越高?

下面讓我們共同來探究這個問題。板書：探究：斜面的機械效率 3.探究斜面的機械效率

設計實驗方案：用一條長木板，一端墊高，成為一個斜面。用刻度 尺分別測出斜面的長和高，用彈簧秤分別測出物重 和沿斜面的拉力。改變所墊木塊位置可改變斜面的 傾角。再設計記錄數據的表格，就可完成探究目的。

進行試驗：請同學們根據本一小組的需要進一步討論完善試驗方 案，選擇桌面上的器材進行實驗，記錄好數據。

得出結論：分析實驗數據，你能得出什么結論？你還想知道些什 么，可以自己課外繼續去探究。

評 估： 回想實驗的過程，影響實驗誤差的因素是什么？

三、小結

本節課你有哪些收獲？

1．有用功、額外功、總功；

2．機械效率：定義、公式、計算； 3．探究：斜面的機械效率

四、板書設計 機械效率

1． 有用功：我們所需要的功額外功：對于額外負擔所不得不做的功。總功：有用功與額外功。

2．機械效率：有用功與總功之比 公式 3．探究：斜面的機械效率 提出問題猜想 設計實驗方案 數據，得出結論評估

進行實驗 分析篇三：第五節 機械效率教案

課題：第五節 機械效率

課型：授新課

一、教材分析 課時：2 本節主要包括“有用功、額外功和總功以及機械效率兩大方面的內容，它既是前面的知識的延伸，又是功的知識在生活實際中廣泛的應用，而機械效率對學生今后參加社會實踐具有非常重要的指導意義。

二、教學目標

1、知識與技能

⑴、知道有用功、額外功和總功及其它們之間的聯系。⑵、理解機械效率，會用有關公式進行簡單的計算。⑶、知道機械效率總小于1，知道提高機械效率的方法和意義。

2、過程與方法

⑴、通過探究動滑輪的使用，認識和體會物理概念。⑵、通過實驗與討論，認識提高機械效率的方法。

3、情感、態度與價值觀

⑴、讓學生體驗活動帶來的樂趣。

⑵、知道提高效率的實際意義，從而增強節約能源意識。

三、學情分析（手寫）

學生具有強烈的求知欲望和好奇心，已基本掌握探究的模式程序，基本掌握了控制變量等方法的運用。學生已經學習了滑輪組和功的有關知識，初步掌握了探究實驗的方法和技能，有了獨立的實驗能力。據新課程標準要求和學生認知規律，我確定本節課的教學內容和要求。

四、教學策略(教學方法、教學手段。）“教無定法，貴在得法”。教師根據自己對教材的理解，教學條件及其學生情況，來選擇有效的教學方法，是取得良好的教學效果的保證，本節課就是根據教學內容、教學目標、學生的知識水平及其實驗能力的要求，精心設計實驗，讓學生通過活動認識概念，教師講解體會概念，通過對實驗數據的對比討論來理解概念。具體的教學過程涉及的主要方法是：教師講解法和舉例講述法，學生實驗探究、自學討論法等。

五、教學重點及難點

1、重點：機械效率的概念和有關計算。

2、難點：動滑輪的機械效率與哪些因素有關。

六、教學流程（教師活動、學生活動、習題設計）

（一）、復習引入 1.播放視頻：生活中的簡單機械，提問：視頻中有哪些簡單機械？

2.做功的兩個必要條件是什么？如果我們要求做功的多少，要知道哪些量？ 3.投影出示：課本圖11-14.提問：大家還記得小明是用什么方法將木料運上樓的嗎？

（二）、新課教學

1、探究動滑輪（1）.提出問題：

小明利用動滑輪把木料拉上四樓時，手拉繩做功了嗎？動滑輪對木料做功了嗎？手拉繩子做的功和動滑輪對木料做的功大小相同嗎？ 我們有沒有辦法知道“兩個功”是否相等？（2）.學生進行猜想：（3）.設計實驗： ①實驗需要測哪些量？

②測量這四個量，需要什么樣的測量工具呢？

③做這個實驗除了彈簧測力計和刻度尺以外，還需要準備哪些儀器呢？

④根據實驗，設計一個表格記錄實驗中需要測量的數據。將設計好的表格投影在屏幕上，提問：這張表格設計合理嗎？實驗時為什么要測量多組數據？ ⑤接下來要做實驗了，為了保證拉力f的大小始終不變。拉力f要注意：豎直向上勻速拉動。（4）.進行實驗：分組進行，不同的組掛的鉤碼個數不同。（5）.分析實驗數據：

①各組代表填寫數據，投影出示。提問：手拉繩子做的功和動滑輪對物體做的功相等嗎？

（6）.得出結論：手拉繩子做的功總是大于動滑輪對物體做的功。學生討論得出：

利用動滑輪提升重物做功時，我們除了提升重物外，還將動滑輪提升了一段距離，所以人做的功除了提升重物之外，還必須克服動滑輪的重力、繩子的重力以及摩擦而做功，所以拉力對繩子做的功總是大于動滑輪提升物體做的功。

2、認識使用機械的三個功

師：以第三組數據為例，手對繩做的功為0.44j，動滑輪提升物體做的功為0.4j，還有另外的0.04j功是對機械做的。我們通過這樣的分析，使用一個機械就出現了三個功，今天我們要學習的第一個問題就是：使用機械的三個功。我們還要給這三個功起名字，起什么名字好呢？請同學們自己閱讀課本21頁自學這部分內容。（1）.閱讀課本，觀看視頻；

（2）.哪個同學說說三個功分別叫什么功？（3）.你認為這三個功的大小有什么關系？

（4）.大家剛才算了兩個功，分別說一說這兩個功各叫什么功？把三組數據中的三個額外功算出來（指名匯報）； 根據學生的回答板書：

一、使用機械的三個功 1.有用功：w有用 2.總 功：w總 3.額外功：w額外

w總 = w有用 + w額外

（5）.小結：知道三個功中的任意兩個，根據它們的關系就可以求出第三個。

3、認識機械效率

師：看公式，想這樣的問題：比如說我手對繩子做了10j的功，我想讓滑輪對物體也做10j的功，可不可能？我們總希望有用功與總功數值上相差越小越好，也就是有用功在總功當中占的比例，是大好還是小好？有用功在總功當中占的比例越大反應機械的性能越好。

第三篇：機械效率教案

《機械效率》教案

焦村鄉初級中學 侯偉延

【教學目標】：

1、知識與技能

? 了解什么是有用功、額外功和總功 ? 理解什么是機械效率

2、過程與方法 ? 通過參與探究斜面機械效率的活動，學習探究的一般方法及科學態度。

3、情感態度與價值觀。

? 在實驗中養成實事求是的科學態度。【教學重點和難點】 對機械效率概念的理解。【教學方法】 綜合教學法。【教學過程】：

一、有用功和額外功

上一節我們學習了功的知識，請同學們回憶一下，做功的兩個必要因素及功的計算方法。（力和在力的方向上通過的距離 W=FS）。

展示圖片，請同學們判斷是否做功并計算做功的多少？ 現在需把100 N重的砂子運到6 m高的樓上。想想看，有哪些方法，可以把砂子運上去？

砂子重100N 體重400N 動滑輪重10N 桶重20N 口袋重5N 每層樓高3米。

第一：對人體做的功W=FS=400N*6m＝2400J 對桶做的功W＝FS＝20N*6m＝120J 對砂子做的功W=FS=100N*6m=600J 一共做的功為2400J+120J+600J=3120J 第二：對砂子做的功 W=FS=100N*6m=600J 對桶做的功 W=FS=20N*6m=120J 對動滑輪做的功W=FS=10N*6m=60J 一共做的功為：780J 第三：對砂子做的功 W=FS=100N*6m=600J 對口袋做的功 W=FS=5N*6m=30J 對動滑輪做的功W=FS=10N*6m=60J 一共做的功為：690J 通過觀察和比較，同學們發現了什么？（達到了同樣的目的，可是做的總功多少不一樣。）總功多好還是少好呢？

對砂子做的功是有用的，而對人體、對滑輪、對口袋、對桶做的功是沒有必要的但又必須做的功稱為額外功。

有用功和額外功的總和叫總功。

1、練習：

用桶從井中提水的時候，對 做的功是有用功，對

做的功是額外功。

如果桶掉到井里，從井里撈桶時，撈上來的桶帶有一些水，這時對桶做的功是

功，對水做的功是

功。

2.討論與分析

（1）有沒有一種簡單機械只做有用功，不做額外功？（沒 有）

（2）使用不同的簡單機械做功，完成相同的有用功時，所做的總功是否相同？這說明什么？

（不同）（這說明額外功不同）

（3）額外功在總功中占的比例越多越好，還是越少越好？

（越少越好）

師：一定的總功中，額外功少意味著什么？ 生：有用功多。

師：在使用機械時我們最關心的是所做的這些總功中，有用功究竟占了多少。為此我們引入機械效率。

二、機械效率

（一）機械效率的定義

有用功跟總功的比值叫做機械效率。

（二）機械效率的計算公式。

請計算出上面三種情況下的機械效率。

三、例題：例題分析：起重機把質量為0.6t的重物勻速提升了3m，而它的電動機所做的功是3.4×104J，起重機的機械效率是多少？

解 起重機勻速提升重物所用的力等于物體所受的重力

F=mg 起重機提升重物所做的有用功

W有= F h = mgh = 0.6×103Kg×10N/Kg×3m = 1.8×104J 起重機的電動機所做的總功

W總= 3.4×10J 因此，起重機的機械效率是

W有 1.8×104J ? = = = 53%

4W總 3.4×10J

四、探究斜面的機械效率與斜面傾角的關系。

41、實驗的步驟：

2、實驗的器材：

3、測量的物理量：

結論：斜面越緩越省力，但效率越低。

五、練習：某人用圖示的滑輪組提升2000N的重物,所用拉力是800N,繩子自由端被拉下4m.⑴這個人做的總功是多少焦?⑵有用功是多少焦?⑶額外功是多少焦?⑷這個滑輪組的機械效率是多少?

六、思考：提高機械效率的途徑有哪些？

七、布置作業

八、板書設計：

（一）有用功、額外功、總功

有用功：在工作時，對人們有用的功。

額外功：在工作時，對于額外負擔所不得不做的功。總功：有用功與額外功的和。

（二）機械效率的定義

有用功跟總功的比值叫做機械效率。板書：

（三）機械效率的公式：

第四篇：機械效率教案

機械效率教案

周敦鴻

教學目標

⒈知道什么是有用功、額外功和總功。

⒉知道什么叫機械效率,知道計算公式。知道機械效率總小于1。⒊知道提高機械效率的意義和主要方法。⒋學習組裝滑輪組和會測滑輪組的機械效率;⒌通過學生實驗,使學生進一步明確機械效率取決于有用功在總功里所占的百分比,從而了解提高機械效率的途徑。教學重點

⒈使用任何機械都要做額外功

⒉滑輪組的組裝,重物上升距離、繩端通過距離的測量 教學難點

⒈有用功、總功的正確判斷,理解效率的物理意義 ⒉實驗的原理

教學方法 講授法 實驗法

教學用具 滑輪、鉤碼、線、彈簧秤、鐵架臺、刻度尺 課時安排 2課時 教學步驟

一、導入新課

復習提問:做功的因素是什么?功的原理是什么?

二、引入

功的原理告訴我們,使用任何機械都不能省功,實際上使用機械還要多做功。例如用動滑輪提升重物時,把滑輪本身也提起來了,滑輪受到重力作用,也發生了一段距離,對滑輪也有做功。另外滑輪與繩子之間存在著摩擦,克服阻力也要多做功。

在利用機械做功時,我們所需的只是其中的一部分,而額外要多做的功也占一部分,那么機械做功就存在一個效率問題。

三、新課教學 有用功、額外功、總功

⒈演示實驗:用彈簧秤勻速拉動繩端,使重物G升高。從彈簧秤讀出拉力F的值,用刻度尺測出重物提升的高度h和彈簧秤移動的距離s。實驗數值G=5牛,h=0.5米,F=3牛,s=1米

彈簧秤的拉力(動力)對動滑輪做的功:W動=F·s=3牛×1米=3焦 提高重物,動滑輪克服阻力做的功:W阻=G·h=5牛×0.5米=2.5焦 ⒉提問:由實驗可以看到W動>W阻,這是為什么? 前面研究簡單機械和功的原理時,我們沒有考慮摩擦,沒有考慮使用動滑輪提升重物時動滑輪本身重等因素,是理想情況。實際上,我們用動滑輪等簡單機械提升重物時,由于要克服摩擦以及不得不把動滑輪一起提升,這時我們用的力(動力)就比沒有摩擦時要大(該實驗中,理想情況下拉力是2.5牛,而實際的拉力是3牛)。做的功要比沒有摩擦時大一些(該實驗中,不考慮摩擦時動力做的功是2.5焦,而實際動力對滑輪做的功是3焦)。⒊小結

①有用功(W有用):利用機械工作時對人們有用的功叫有用功。在用動滑輪提高重物的實驗中,用來提高物體的功對我們是有用的,是必須做的。本實驗中的有用功W有=G·h=5牛×0.5米=2.5焦。

②額外功(W額外):對人們沒有用,但又不得不做的功叫做額外功。本實驗中,用來克服摩擦做的功、把動滑輪提升0.5米做的功對我們沒有用,但又不得不做的功,這種功叫額外功。使用任何機械做額外功是不可避免的。

③總功(W總):有用功與額外功的總和叫總功。有用功加額外功是總共做的功,叫總功。本實驗中總功W總=F·s=F·2h=3牛×1米=3焦。

本實驗中做的額外功W額外=W總-W有用=3焦-2.5焦=0.5焦。④判斷有用功、額外功

判斷有用功、額外功要看做功的過程中,我們想達到的目的是什么,實現這一目的所做的功就是有用功。其余部分就是額外功。例如:用桶打水,提水的功是有用功,提桶的功是額外功;水里撈桶,提桶的功是有用功,提水的功是額外功。

⑤練習:計算圖中三種不同方法將沙子運上三樓所做的有用功,額外功和總功。以加深對概念的理解。

四、機械效率

⒈根據以上實驗,你能算出有用功在總功中占的百分比嗎? ⒉定義:有用功跟總功的比值叫機械效率,即有用功占總功的百分比。⒊公式: ⒋有用功總小于總功,所以機械效率總小于1 ⒌練習:某起重機的機械效率是70%,它表示什么意思? 答:使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是70%,也可以說有用功在總功中占有70%,另30%做的是額外功。⒍提高機械效率

閱讀課本提高機械效率一段,小結要點,指出采取減小額外功是提高機械效率的有效方法。⒎例題解析

每個動滑輪重力為3N,用右圖兩種滑輪組來提升 重物G,哪些功是有用功、哪些功是總功?哪個滑輪 組機械效率高,為什么? 分析:提升重物G升高h,這一部分功為有用功;繩

子末端在力F作用下通過S的距離,這個功是總功。W有用 =Gh,兩個滑輪組的W有用相同。S1=3h,S2=5h,則總功 分別為W總1=3F1h,W總2=5F2h。其中乙滑輪組要提升的滑 輪數量更多,做的額外功也較多,所以甲滑輪組機械效率較大。

五、實驗 學習組裝滑輪組和測滑輪組的機械效率 ⒈實驗原理 用滑輪組提升重物G升高h是做功的目的,這一部分功為有用功;而所有的功都是由繩子末端在力F作用下通過S的距離產生的,這個功是總功。實驗原理: ⒉需要測量的物理量 鉤碼的重力G--彈簧秤;鉤碼被提升的高度h--刻度尺;作用在繩子末端的拉力F--彈簧秤;繩子末端被拉高的高度s--刻度尺。⒊注意事項

在實驗中要將距離測量的準確些。注意會將細繩繞在滑輪上。盡可能在豎直方向上使用彈簧秤。注意彈簧秤的示數要用牛頓表示。拉動的過程中,盡可能使物體勻速上升。注意分析實驗中所出現誤差的原因。⒋實驗記錄

次數 G/N h/m W有用/J F/N S/m W總/J η 1 2 ⒌小結

根據機械效率的定義,運用公式 可以測出滑輪組的機械效率。需要測量的物理量有4個:鉤碼的重力G;鉤碼被提升的高度h;作用在繩子末端的拉力F;繩子末端被拉高的高度S。

六、總結

七、作業處理

2011.5.3

第五篇：《機械效率》教案范文

實驗：測滑輪組的機械效率 教案示例之三

教學自的 通過學生實驗，使學生進一步明確機械效率取決于有用功在總功里所占的成分，（即百分比）從而了解提高機械效率的途徑。教學器材 刻度尺、鉤碼、彈簧秤、鐵架臺、一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組、兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組、長約2米的細繩。教學內容

1．提高機械效率的方法是盡可能減少額外功，即減少克服額外阻力所做的功。

2．克服水重所做的功為有用功，克服水桶、繩子重所做的功為額外功。

從井里撈水桶時，克服水桶重所做的功為有用功，克服水桶里所帶的水以及繩子重所做的功為額外功。

通過對以上問題的討論，可見有用功，額外功主要取決于我們做功的目的性，加以區別，不是固定不變的。

【例如】我們用車推貨物而做功，由于貨物重而影響的摩擦力，克服這個摩擦阻力所做的功為有用，但由于車重而影響的摩擦力，克服這個摩擦阻力而做的功就是額外的功。

引言：本節課我們要通過測滑輪的機械效率，要進一步明確決定機械效率的兩個條件，通過幾個不同的方法所測定的效率，進一步認識提高機械效率的實際意義。

學會測定滑輪組機械效率的一些技術性問題。

實驗中注意事項；

1．在實驗中要將距離測量的準確些。2．注意會將細繩繞在滑輪上。

2．盡可能在豎直方向上使用彈簧秤。4．注意彈簧秤的示數要用牛頓表示。

5．拉動的過程中，盡可能使物體勻速上升。6．可將各數據填入書中表格內。7．注意分析實驗中所出現誤差的原因。

舉例，如利用滑輪時，克服滑輪重、繩重、繩和輪的摩擦、輪和軸的摩擦等等。

雖然人們既要完成有用功，又要完成額外功。板書：總功＝有用功＋額外功。

了解以上幾個小概念之后，現在我們開始學機械效率。

請同學們看P170圖14－9，要把100牛頓的沙子運上三樓的三種辦法，請同學們討論，哪種辦法最好，哪種辦法最不好，為什么？

1．首先比較有用的功。（全相同）

2．第一種情況：人在總功里要完成，克服人的重力、桶的重力而做些額外功。第二種情況：人在完成總功中，要克服動滑輪重、桶重、做些額外功。第三種情況：人在完成總功中，要克服滑輪重、口袋重，做些額外功。由類比可得出：第三種辦法最好。因為額外功最少。第一種辦法最不好。因為做的額外功太多。因此，物理學中利用機械效率來區分使用某些機械的好與壞。

4、理解機械效率的意義。（1）機械效率是反映機械性能優劣的主要標志之一。因為有用功占總功的一部分，顯然，有用功所占比例越大，機械對總功的利用率就越高，機械的性能就越好。物理中，用機械效率來表示機械對總功的利用率。由可得：對于理想機械，而對于實際機械。（2）機械效率與功率是兩個完全不同的概念。這兩個物理量是從不同方面反映機械性能的。它們之間沒有必然的聯系。

功率大表示機械做功快；機械效率高表示機械對總功的利用率高。功率大的機械不一定機械效率高，例如內燃機車功率可以達到幾千千瓦，但效率只有30%～40%，反之，機械效率高的機械功率不一定大。例如，安裝在兒童玩具汽車車里的電動機效率可達80%，但功率卻只有幾瓦特。

5、提高滑輪組機械效率的措施。在有關機械效率的計算中，經常遇到一些名詞，這些名詞當中，有些指的是同一個物理量。對于理想機械：對于

怎樣講清“機械效率”這一概念

2002:1:15 ·來源：中學物理教學參考

原作者： 陸振范

滑輪組的機械效率是初中物理的重要內容，也是學生學習中的一個難點．在平時練習中，往往會碰到這樣一道選擇題：

下列說法正確的是：()

Ａ．功率越大的機械，機械效率一定越高

Ｂ．做有用功越多的機械，機械效率一定越高

Ｃ．越省力的機械，機械效率一定越高

Ｄ．有用功一定，額外功越小的機械，機械效率一定越高

要使學生理解“機械效率”的概念，在講授“機械效率”的概念時，首先要講清有用功、額外功、總功三個概念．

一、什么叫有用功?

課本中是這樣敘述的：人們在做功時，有利用價值的功，我們把它叫 做有用功．

如何理解“機械效率”呢?我們不妨通過幾個實例來研究有用功的含義．例如利用滑輪組在豎直方向吊高重物，利用滑輪組在水平方向勻速移動物體，或在斜面上用滑輪組移動重物．在這些事例中，我們把重物吊高到一定的高度，或在水平、斜面上使重物移動一定的距離．這就是我們使用這簡單機械的目的，這個目的的實現，對我們使用這種機械是有利用價值的，因為要在實現目的過程中，克服重物的重力或克服物體所受阻力做的功，這才是對人們有用的，即做了有用功(W有＝G物h或W有＝f阻s）．

二、什么是總功?額外功?

人們利用機械做功時，作用在機械上的動力對機械做的功就是總功，即W總＝F動s．總功包括有用功和額外功．總功中去了有用功部分，就是額外功，就是人們在做功過程中，為了要實現目的，必須做了不得不做的額外部分的功，叫做額外功．額外功具體指什么呢?就是機械運作過程中，克服自身的重力、摩擦力等所做的功．更加明確地指出，這里的額外功是指滑輪組克服滑輪與其轉軸之間的摩擦力做功、提升重物過程中克服動滑輪及繩子的重力做功等部分．

三、對上述題目的討論

1．機械效率和功率都是反映機械性能的物理量，但它們是完全不同的概念 ．功率反映的是做功的快慢，而機械效率反映的是有用功與總功的比值，因為它們之間沒有必然的聯系，所以選項A是錯誤的．2．機械效率與機械是否省力不同，機械是否省力，是指動力和阻力相比較而言，當動力比阻力小就省力，它與機械效率之間同樣沒有必然的聯系，因而選項C也是錯誤的．3．根據機械效率η＝W有／W總可知，η是由W有和W總兩個因素決定的．當總功一定時，有用功越大，有用功在總功中所占的比例越大，機械效率就越高；W有用一定，W總越小，機械效率也就越高．而選項B中僅敘述了一個因素變化，沒有提到W有／W總比值的大小，故選項B也是錯誤的．4．因為W總＝W有＋W額，所以η＝W有／（W有＋W額），有用功一定，額外功越小，機械效率越高 , 或者額外功一定，有用功越多，顯然機械效率越高．因此，選項D是正確答案．

四、比較滑輪組在不同使用情況下的機械效率

1．對于同一個滑輪組，使用中提升不同的重物，其機械效率是不同的．提升重物多的機械效率就高，因為額外功基本一定，做的有用功越多，機械效率就越高．(2)不同結構的滑輪組，在提升相同的重物，機械效率一般也不同．結構復雜的滑輪組所做的額外功多，因此做同樣的有用功，其機械效率也就低．

五、關于任何機械的機械效率總小于1

為什么機械的機械效率總小于1呢?因為W總＝W有＋W額，由于額外功的存在，即W額＞0，因此總功必定大于有用功，這就是機械效率一定小于1的原因．

六、要想提高滑輪組的機械效率，可以采用哪些辦法

這里的總功、有用功、額外功中哪些功是一點都不能“省”的?哪些功是可以想辦法“省”掉一些的?雖然有用功是不能省的，而總功、額外功是可以省掉一些的，這與前面講的“使用任何機械都不能省功”是否矛盾?我們說不矛盾．因為W總＝W有＋W額始終是一個等式．即動力對機械做的功，等于 機械克服所有阻力所做的功(功的原理)．那么“省”掉額外功從哪些方面著手呢?一是減輕機械自重；二是減小摩擦．

總之，初學“機械效率”，往往對這些概念陌生難懂，思維不通、前后矛盾，甚至與學過的功率相混淆．通過以上分析闡述，能幫助學生理解機械效率的物理含義，認識機械效率的高低是反映機械性能優劣的重要指標之一．通過剖析額外功產生的原因，從而了解提高機械效率的辦法，突破掌握這一概念的難點．

摘自中學物理教學參考

【例1】 重2540牛的貨物。如圖1所示，滑輪組把它提升1.7米。若不考慮摩擦，也不考慮滑輪和繩子的物重，則：（1）繩端拉力F是多少牛？（2）繩端移動的距離是多少米？（3）若考慮摩擦、滑輪和繩子的物重，須在繩端施力800牛，滑輪組的機械效率是多少？

【分析】使用滑輪組時，重物G由n段繩子承擔，提起重物G所用的力F就是重物G的n分之一；由于重物G是由n段繩子承擔，當重物升高h米時，繩末端移動的距離s＝nh米；若考慮摩擦、滑輪和繩子的物重，滑輪組的機械效率等于有用功和總功的比值。【說明】如何判斷有用功、額外功、總功，是解機械效率有關問題的關鍵，解題時可以用機械做功的目的來分析。凡是用機械來升高物體的，使物體升高所做的功為有用功；且有W有＝Gh，即有用功等于被升高的物體的重力與其提升高度的乘積。凡是動力做的功就是總功；且有W總＝Fs，它等于力與機械在動力作用下移動的距離的乘積。而用來克服摩擦和機械自身重力所做的功為額外功。W額＝W總－W有。

【例2】 用100牛的力沿機械效率為60%的斜面可拉一個重400牛的物體勻速前進。據此可知斜面的高與長之比為 [ ] A．3∶20

B．1∶4

C．4∶1

D．20∶3

【分析】本題將機械效率知識遷移到求斜面問題上來。斜面的機械效率η＝W有用/W總＝(G·h)/(F·L)，式中的h、L分別表示斜面的高與長。

∴h/L＝η·F/G＝60%·100/400＝3∶20。【解答】應選A。

【說明】機械效率是一個比值，能反映機械性能的好壞，即反映機械所完成的總功中有用功所占的比例。人們希望有用功越多越好，但事實上總不可避免要做無用功，所以人們把有用功跟總功的比值叫機械效率。

【例3】 沿著長5米高1米的斜面，把重1000牛頓的物體勻速推上去。若不計斜面的摩擦力，拉力應有多大？若考慮斜面的摩擦力，所用拉力是280牛頓，有用功是多少？總功是多少？斜面的機械效率是多少？

【分析】當不考慮斜面的摩擦力，可根據功的原理：W人＝W機，求出F。如果考慮斜面的摩擦，有用功應是W有用＝G·h，總功應是W總＝F′·L，【解答】W人＝W機（不考慮斜面摩擦）考慮斜面摩擦時W有用＝G·h＝1000牛頓×1米＝1000焦耳 W總＝F′·L＝280牛頓×5米＝1400焦耳

答：當不計斜面的摩擦力，拉力為200牛頓。

如果考慮摩擦力，有用功為1000焦耳，總功為1400焦耳，斜面的機械效率為71%。

【例4】 用一輪軸勻速拉動放在水平地面上的物體，物重980牛頓，物體受到的摩擦力是物重的0.2倍，輪軸的機械效率是80%，要使物體沿水平方向移動5米，問動力對物體做的功是多少？ 【分析】根據題意，若使物體沿水平方向勻速運動，輪軸對物體做功時，必須克服地面與物體之間的摩擦力。動力所做的功為總功，而有用功應該是輪軸克服物體與地面間的滑動摩擦力所做的功。答：動力所做的功是1225焦耳。

【例5】 用功率為1500瓦特的電動機帶動起重機，以0.2米/秒的速度勻速提升物體，起重機的效率為80%，求它所提起的物體的重。

【例6】 如圖2所示，物體重15000牛頓，物體與水平地面的滑動摩擦力為物體重的0.2倍，滑輪組的機械效率為80%，求物體向左勻速運動時繩的自由端的拉力是多大？

【分析】此題我們可以用機械效率的公式來解決，但不知道物體移動的距離就無法表示出有用功和總功，因此我們可以把它當作參變量引入，以幫助我們解題。【說明】從例

5、例6二例，可以看出題目的結果與我們引入的參變量無關，但引入參變量有助于我們順利解出題目的結果。有些物理習題常常因缺少條件而感到困惑。其實這類習題不一定真缺少條件，只要掌握一定的技巧，問題就會迎刃而解，引入參變量就是常用的一種方法。

【例7】 在測定滑輪組的機械效率時，用同一個滑輪組，第一次掛上一個鉤碼，第二次掛上兩個鉤碼。假定每個鉤碼的質量為m，動滑輪的質量為M，不計摩擦阻力，試比較將鉤碼勻速提起相同高度h時兩次測得的機械效率。

【分析】本題綜合功的原理和機械效率、重力等知識來進行η＝W有用/W總，在不知動力F與動力作用點通過的距離s的情況下，似無法確定機械效率。但不妨簡化一下來考慮，在不計摩擦力的情況下，W額外可認為就是提起動滑輪所做的功，W總＝W有用＋W額外。

【說明】以上結果說明對于同一個滑輪組，它的機械效率并不是一個常數。一般說來，對于同一個滑輪組，提升較重的物體時機械效率較高，因為這時額外功改變不大，但有用功增大了。將機械效率的定義式η＝W有用/W總變形為 η＝W有用/（W有用＋W額外）＝1/（1+W額外/W有用），當W有用增大時，W額外/W有用減小，因而機械效率η增大了。

淺議杠桿的機械效率

山東淄博市淄川區教研室（255100）浦先和

人教杜版九年義務教育三年制初中物理第一冊中，有這樣一道習題：用動力臂是阻力臂2倍的杠桿，將重400牛的貨物抬高20厘米，手向下壓杠桿的力是220牛，手下降的高度是______厘米，人做的總功是______焦，有用功是______焦，這根杠桿的機械效率是_____。

答案分別是40，88，80，91％。根據題目的條件，不難做出此答案。但對于這道題目的物理意義，卻還有討論的必要。根據課本內容，“任何機械本身都受到重力作用，相對運動的零件間又存在摩擦，所以使用任何機械，除了做有用功外，都不可避免地要做額外功”。這樣必然會有總功大于有用功，機械效率總小于1．實際利用機械時，施加的動力必然大于根據功的原理推算出來的動力，如果結合上述習題中的杠桿分析，結果又如何呢？

1、杠桿重力的作用效果

（1）對省力杠桿，要將物體抬高，有兩種情況，①支點在杠桿一端，動力方向向上（如圖1），此時杠桿重力和阻力方向相同，與動力方向相反，因而克服重力所做的功為額外功。②支點在中間，動力方向向下（如圖2），此時重力和動力作用點一般在支點同側且方向相同。因而重力所做的功是有用功的一部分，不是額外功。

這樣，在圖2所示的情況下，豈不是總功小于有用功了嗎？當然不是，因為使用杠桿舉高物體時，必須先將杠桿舉到一定高度，然后方可下壓。在舉高杠桿時克服杠桿重力所做的功應當是與壓下杠桿過程中重力所做的功大小相等，也就是說，在整個過程中杠桿重力做功的代數和為零。

（2）對費力杠桿，要將物體抬高，也存在兩鐘情況，同樣是支點在一端和支點在中間（如圖

3、圖4），在這兩種情況下，重力產生的力矩都是阻礙杠桿轉動的，所以克服杠桿重力所做的功都屬于額外功。

2、杠桿與支點間摩擦力的作用效果

當杠桿處于水平位置時，杠桿與支點間無相對運動趨勢，因而不存在摩擦；當杠桿因轉動而傾斜時，與支點間雖然存在靜摩擦力，但摩擦力的作用線總是通過支點，其力矩為零，不會影響到杠桿的轉動情況，也就是說摩擦力方向總是與杠桿轉動方向垂直，當然也不做額外功。

3、結論

從以上分析，對于一般杠桿而言，我們可以得到如下結論：

（1）杠桿自身重力的作用效果，不一定全是阻礙杠桿轉動的，所以它也不一定是做額外功的原因。

（2）一般情況下，用杠桿舉高物體時，不需要克服杠桿與支點間的摩擦做額外功。

當然，杠桿也有一些根據需要而重心偏于一端，支點處來用滯動或滾動軸承的，但這對于剛接觸杠桿的初中學生來說，畢竟應劃入特例的范圍。、對上述習題的看法

從上述習題的等件可知，抬高貨物采用的是圖2所示的下壓方式，且動力臂是阻力臂的2倍，并沒有其它任何說明。學生按照常規思維應當是：考慮杠桿重力，動力小于200牛；不考慮杠桿重力，動力等于200牛，而不可就是220牛，所以，對剛接觸杠桿的初中學生而言，這道習題似不適宜在課本上出現。