第2課時 探究和測量機械效率【教學目標】一、知識與技能1.能結合實例進一步了解什么是有用功、額外功和總功2.理解什么是機械效率，能夠設計實驗測量斜面、滑輪組、杠桿等簡單機械的機械效率，并利用實驗探究的數據計算機械效率，知道機械效率總小于1. 二、過程與方法1.通過實驗探究進一步熟悉W有、W額、W總的含義，并清楚它們之間的關系2.通過實驗探究影響機械效率的因素，找出提高機械效率的方法 三、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【教學重點】掌握機械效率的計算方法，理解如何提高機械效率.【教學難點】探究斜面、杠桿、滑輪等簡單機械的機械效率，掌握影響機械效率的因素【教具準備】彈簧測力計、細線、刻度尺、鉤碼、滑輪、多媒體課件等【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習有用功、額外功、總功和機械效率的概念，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】使用同一滑輪組提升不同的重物，其機械效率總是一定的嗎？要知道答案，下面我們就來學習第2課時“探究和測量機械效率.”【課堂導學】【指導預習】閱讀課本P203P204頁的文字內容和插圖，在基本概念、定義、規定及規律上，用紅筆做上記號，并完成學案中“課前預習”部分.各小組內部交流討論，提出預習疑問.【交流展示】1.各小組代表舉手發言，報告“課前預習”答案，教師評價訂正.2.學生質疑，教師指導釋疑.【拓展探究】知識點1 機械效率總是一定的嗎學生分組實驗，教師巡視指導.先讓學生按照教材圖10-34所示的方式組裝好滑輪組，并使用滑輪組提起相應的重物，小組討論明確實驗中哪些是有用功，哪些是額外功，總功怎么測量，然后進行實驗，將三次實驗數據填寫在下表中，比較三次測算的機械效率是否相等. 教師補充：在實驗中，一定要勻速豎直向上拉彈簧測力計且在拉動過程中讀數，以減小實驗誤差.如果不是勻速地拉，彈簧測力計示數忽大忽小，且滑輪組對鉤碼的拉力不等于鉤碼的重力，無法使用計算機械效率；如果向下拉，彈簧測力計由于彈簧的自重而導致示數F偏小，偏大；如果在彈簧測力計靜止時讀數，由于滑輪和軸之間沒有摩擦，則讀數F偏小，偏大分析數據比較得出結論，引導學生分析提高機械效率的方式：（1）同一滑輪組，載重越大，機械效率越大，所以滑輪組在滿載情況下工作，可以增大有用功占總功的比例，提高機械效率（2）相同載重的情況下，動滑輪重力越小，機械效率越高，所以減小滑輪組中動滑輪的自重，可以減小額外功占總功的比例，提高機械效率（3）改進機械結構，在滑輪的轉軸上加潤滑油，以減小摩擦阻力，減小額外功占總功的比例，提高機械效率師生互動歸納總結：提高機械效率的方法：增加被提升物體的重量；使用較輕的動滑輪；設法減小繩和輪之間的摩擦.師：根據上述分析，小組討論交流為什么使用任何機械都要對外做額外功？生：因為任何機械運轉過程中都存在摩擦，任何機械都受重力作用，所以使用任何機械都要克服摩擦和機械自重而做額外功.例 （多媒體展示）（江蘇泰州中考）某實驗小組利用如圖所示的裝置測滑輪組機械效率，記錄數據如下表：（1）實驗時，應沿豎直方向 拉動彈簧測力計；（2）第2次實驗中，拉力做的總功是 J，滑輪組做的有用功是 J，滑輪組的機械效率 %（結果保留一位小數）.（3）由記錄的數據分析，兩次機械效率不同的主要原因是 .解析：在探究滑輪組的機械效率時，用彈簧測力計提升重物時應沿豎直方向勻速地拉動物體上升，拉力做的功為總功，對重物做的功為有用功，滑輪組的機械效率為=，所以第二次的總功W總2.4N0.3m=0.72J,第二次做的有用功為W有=G物h=6N0.1m=0.6J，機械效率為=0.6J/0.72J100%=83.3,通過對兩次實驗數據的比較，可得出：滑輪組所提升的鉤碼重不同，機械效率不同，鉤碼越重，機械效率越高答案：（1）勻速 （2）0.72 0.6 83.3 （3）鉤碼重不同課堂小結1.測滑輪組的機械效率（1）實驗原理：=，其中W有Gh，W總Fs.（2）測量的物理量：鉤碼重G，鉤碼移動距離h，拉力F，繩自由端移動距離s.（3）器材：刻度尺、鉤碼、鐵架臺、滑輪組、長約2m的細繩.（4）裝置圖：如圖所示.（5）步驟：按圖把滑輪組安裝好，記下鉤碼和彈簧測力計的起點位置；勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，從彈簧測力計讀出拉力F，記下鉤碼和彈簧測力計的終點位置；用刻度尺測出鉤碼提升高度h和彈簧測力計移動的距離s（起點位置到終點位置的距離）.2.提高機械效率的有效途徑：（1）減輕機械自重；（2）減小機械間的摩擦（加潤滑油）；（3）允許情況下增加物重課后作業1.請同學們完成課本P205頁作業1、2.2.請同學們完成本課時對應的練習.教材習題解答（P205）1.因為機械在做有用功的時候總是不可避免的要做一些額外功（比如克服摩擦做功等），這樣就會使得總功大于額外功，也就是W總大于W有，根據公式就會得到機械效率總小于12在允許范圍內，增加物重、減小摩擦、減輕動滑輪質量等.機械效率總是一定的嗎機械效率總是一定的嗎？1.滑輪組的機械效率：動滑輪越多，機械效率越低.2.提高機械效率的有效途徑：（1）減輕機械自重；（2）減小機械間的摩擦（加潤滑油）；（3）允許情況下增加物重.1.實驗探究過程中可以放開思維，讓學生大膽質疑，提出各種猜想假設，分組由他們自己設計、進行實驗，分析論證、得出結論教師也可以參與到學生的實驗中充分發揮學生的主動性、積極性，讓學生體會到獲取知識的樂趣2.因摩擦是影響機械效率的重要因素之一，實驗中還可以使用粗糙程度不同的斜面，進一步探究摩擦對機械效率的影響，加深學生對機械效率的認識.6