初中科学华东师大版（2024）九年级上册功与机械效率表格教学设计

这是一份初中科学华东师大版（2024）九年级上册功与机械效率表格教学设计，共4页。教案主要包含了 不同物理模型的分析，思考问题等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
初中科学
年级
九年级
学期
春季
课题
机械效率
教科书
书 名：科学教材
出版社：华东师范大学出版社 出版日期：2014年6月
教学目标
1. 科学观念：知道有用功、额外功、总功和机械效率的概念，能利用机械效率公式进行计算。
2. 科学思维：能通过对比分析掌握不同模型中的有用功、额外功、总功和机械效率。
3. 探究实践：能对物理模型进行初步的分析和推理。
4. 态度责任：了解实际生活中利用机械的意义，并关注各种机械的机械效率。
教学内容
教学重点：
1. 有用功、额外功、总功和机械效率的概念。
2. 滑轮组和斜面中有用功、额外功、总功和机械效率的确定和计算。
教学难点：
1. 在真实情境中确定有用功、额外功、总功和机械效率。
教学过程
情境导入
滑轮组学习事例导入：观察滑轮工作时的情况，手的拉力所做的功与克服物块重力所做的功相等吗？为什么？
不相同。由于滑轮轴间存在摩擦阻力， 因此在提升钩码时还需要克服摩擦阻力做功；动滑轮工作时，还需要克服动滑轮的重力做功。
有用功、额外功、总功和机械效率的概念
1、概念：有用功（W有用） ：人们想要实现的，有价值的功。
额外功（W额外） ：不是我们需要，但又不得不做的功
总功（W总）：动手所做的功 W总 = W有用 ＋ W额外
总功必定大于有用功
机械效率：W有用
η= ×100%
W总
用百分数表示
2、对比分析，掌握有用功和额外功的概念：
用水桶从井中提水时
捞起掉进井里的水桶时，
捞上来的桶里带了一部分水
目的
从井中提起水
从井中捞起水桶
有用功
对水做的功
提水桶所做的功
额外功
提水桶所做的功
对水做的功
三、 不同物理模型的分析
1、直接用手提升物体时
目的
提起物体
有用功
提升物体所做的功
W有用 = Fs = G物h
额外功
几乎为0
W额外≈0
总功
拉力所做的功
W总 = F拉s拉 = W有用 = G物h
机械
效率
未使用机械，效率接近100%
2、用滑轮组提升物体时
目的
提起物体
有用功
提升物体所做的功
W有用 = G物h
额外功
克服动滑轮所做的功、
克服摩擦所做的功
W额外 = G轮h + W摩擦
总功
拉力所做的功
W总＝F拉s拉
=W有用+W额外＝(G物+G轮)h+W摩擦
机械
效率
W有用 G物h G物
η= ×100% = ×100% = ×100%
W总 F拉s拉 nF
若不计绳子与滑轮间摩擦及绳子重：G物
η= ×100%
G物+G轮
例题巩固：如图所示，一个重量为500N的木箱静止在水平地面上。小科用如图所示的滑轮组将木箱从水平地面匀速提高3m，用时40s，所用的拉力为300N，不计绳重和摩擦。
求：（1）小科对滑轮组做功的功率；
（2）此时滑轮组的机械效率
3、用斜面提升物体时
目的
提起物体
有用功
提升物体所做的功
W有用 = G物h
额外功
克服斜面上的摩擦所做的功
W额外 = W摩擦 = fs
总功
拉力所做的功
W总＝F拉s拉
=W有用+W额外＝G物h+fs
机械
效率
W有用 G物h G物h
η= ×100% = ×100% = ×100%
W总 F拉s拉 G物h+fs
F
例题巩固：如图，斜面高为2m，沿斜面向上大小为50N的拉力F，将重为120N的木箱由斜面底端以0.8m/s的速度匀速拉动，经过10s达到顶端。
求：（1）拉力的功率；
（2）该斜面的机械效率；
（3）物体与斜面间的摩擦力。

四、思考问题：
1、使用机械能帮助我们省力或省距离，能否省功？
当使用机械时,因为机械内部本身有摩擦等原因，不可避免地要额外消耗一部分功，所以使用机械不能省功。
2、由此可见，机械效率的大小可能大于1吗？为什么？
机械效率是指有用功占总功的百分比。因为额外功不可避免，所以有用功总小于总功，机械效率也不可能大于1。
有用功占总功的比例越大，机械效率越高。
通常起重机的机械效率是 40％～50％，滑轮组的机械效率是 50％～70％。
3、提升机械效率的方法：（1）提高有用功。如：增大提升的物重。
（2）减小额外功。如：减小摩擦。