第5节探究使用机械是否省功教学目标【知识与技能】1能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功，理解什么是机械效率2通过探究活动，知道使用任何机械都不省功【过程与方法】1经历探索使用机械能不能省功的实验过程，培养观察能力，体会实验研究方法2在实验探究过程中，培养同学们设计实验、收集实验数据，从实验中归纳科学规律的能力【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重点难点【重点】理解机械效率【难点】探究斜面的机械效率及影响机械效率的因素教学过程知识点一使用机械是否省功【自主学习】阅读课本P112113，完成以下问题：使用任何机械都不能省功【合作探究】探究使用机械是否省功问题与猜想：人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械是为了达到一定的目的在使用中，有的机械可以省距离，有的机械可以省力那么，使用机械能够省功吗？与同学交流一下你的猜想制订计划：直接用弹簧测力计吊起一个重物，弹簧测力计的拉力对重物做的功为W1.再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起重物，使重物上升相同的高度，弹簧测力计的拉力做的功为W2.比较这两个力所做的功就可以知道使用机械是否省功收集证据：按下图所示的过程进行实验实验中保持重物缓慢上升用弹簧测力计测量拉力记录重物和绳子自由端的始、末位置将以上数据及计算结果填入下表中.力/N移动距离/m力做的功/JFG2h0.1W1Fh0.2 JF1.2s0.2W2Fs0.24 J分析与结论：图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力要对重物做功图乙中拉动绳子使动滑轮上升时，拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮做功，同时还要克服摩擦力做功，因此，使用动滑轮并不省功通过上述实验过程，回答下列问题：1由实验结果可知，W2与W1的大小关系是什么？答：W2W1.2根据该实验的分析与结论可以得出什么规律？答：使用任何机械都不能省功知识点二有用功、额外功和总功【自主学习】阅读课本P113114，完成以下问题：1必须要做的功为有用功，克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为额外功，有用功和额外功之和为总功，即W总W有用W额外2有用功和额外功不是绝对的，有用功与额外功视情况而定，对一种情况来说是有用功，对另外一种情况来说可能是额外功知识点三机械效率【自主学习】阅读课本P113，完成以下问题：物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率机械效率用表示，公式为.【合作探究】1机械效率有单位吗？答：机械效率没有单位2为什么机械效率没有大于1的？答：因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1的3用小数和百分数来表示机械效率，你认为哪种表达更好？答：用百分数表示更好4机械效率的物理意义是什么？答：机械效率是标志机械性能好坏的物理量，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大，这个机械的性能就越好5简单机械中的三种机械效率杠杆滑轮或滑轮组斜面竖直匀速提升重物水平匀速拉动物体，其中G为提升重物的重力；h为重物升高的高度；F为动力；s为动力作用点移动的距离(1)不计滑轮重、绳重及摩擦：(2)不计绳重及摩擦：，其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升的高度；s为绳子自由端移动的距离；n为承担物重的绳子的股数，其中f为物体与水平面间的摩擦力；F为拉力；s物为物体移动的距离；s绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的股数(1)不计摩擦：(2)有摩擦：，其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；f为摩擦力6应用机械效率公式解决实际问题例题一台起重机将重3 600 N的货物提升4 m如果额外功是9 600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？解答起重机提升物体的力等于物体的重力FG3 600 N，起重机提升重物所做的有用功W有用FhGh3 600 N4 m14 400 J1.44104 J.起重机做的总功W总W有用W额外14 400 J9 600 J2.4104 J因此，起重机的机械效率60%.知识拓展斜面1斜面也是一种简单机械，使用斜面也可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离2常见的斜面有盘山公路、木螺丝、螺杆、螺旋式汽车千斤顶等【教师点拨】机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，提起的物重不同，机械效率也会不同【跟进训练】某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功(B)A总功是额外功的3倍B有用功是额外功的3倍C总功是有用功的3倍D额外功占总功的课堂小结1使用任何机械都不能省功2有用功、额外功、总功：(1)有用功：为达到目的必须要做的功(2)额外功：我们不需要但是又不得不做的功(3)总功：有用功和额外功的总和W总W有用W额外3机械效率：(1)有用功与总功的比值叫作机械效率(2)常用百分数表示，1.练习设计完成本课对应训练