初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）机械效率教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）机械效率教学设计，共5页。教案主要包含了素养目标，知识要求，教学重难点，迷津指点等内容，欢迎下载使用。

【素养目标】
【知识要求】
1.知道有用功、额外功、总功的含义，知道三者之间的关系。
2.知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率。
【教学重难点】
1.理解机械效率。
2.机械效率的计算。
教学准备
铁架台、大小不同的滑轮、钩码、弹簧测力计、细线、刻度尺等
教学过程
导入新课
小明家最近买了一套新房，家在三楼，想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组的办法最好。
新课讲解
一、有用功、额外功和总功
实验（详见课本“演示”）：使用动滑轮是否省功。
（1）用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
（2）用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。
这两次拉力所做的功一样吗？为什么？
学生通过实验归纳总结得出：使用动滑轮与直接提升物体相比不省功。
实验结果表明：虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力做的功反而要多一些。尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。
学生阅读课本相关内容，归纳总结：
1.有用功：对我们有用的，是我们需要做的功（有利用价值）。
2.额外功：克服动滑轮本身重力以及摩擦力等所做的功（没有利用价值但不得不做）。
3.总功：利用机械所做的功（有用功和额外功的总和），即W总＝W有＋W额。
例题讲解：
【例1】从井中打水时，对水所做的功是 功，从井中捞桶，对水所做的功是 功；若两次都是同一个桶且两次都装满了水，则两次所做的有用功、总功和额外功当中，相同的是 功。
【解析】从井中打水时，主要目的是打水，所以对水做的功是有用功；捞桶时，主要目的是捞桶，对水做的功是额外功；两次如果都装满水，则做的总功W总＝（G桶＋G水）h相同。
【答案】有用 额外 总
二、机械效率
教师引导学生阅读课本“机械效率”有关知识，归纳总结：
1.意义：表示机械做功性能的好坏。
2.定义：有用功跟总功的比值。
3.计算公式：η＝W有W总。
关于机械效率，你是如何理解的呢？小组同学相互讨论并总结：
（1）机械效率是表示机械做功性能的一个重要指标。
（2）机械效率常用百分数表示，是一个没有单位的物理量。
（3）进行有关机械效率的计算时，要分清有用功、额外功和总功。
（4）机械效率总小于1。
例题讲解：
【例2】如下图所示，重500N的物体与地面间的摩擦力为144N，为使物体匀速移动6m，必须在绳的自由端施加60N的水平拉力。那么拉力做的有用功是 J，此滑轮组的机械效率为 。
【解析】物体移动的距离s物＝6m，物体与地面间的摩擦力f＝144N，故拉力做的有用功W有＝fs物＝144N×6m＝864J。绳子自由端移动的距离s＝3×6m＝18m，作用在绳子自由端的拉力F＝60N，因此拉力做的总功W总＝Fs＝60N×18m＝1080J。滑轮组的机械效率η＝W有W总×100％＝864J1080J×100％＝80％。
【答案】864 80％
【迷津指点】用滑轮组使物体水平移动时，拉力克服地面摩擦力对物体做功，因此克服地面摩擦力做的功是有用功，绳子自由端的拉力做的功是总功。其中绳子自由端移动的距离与物体移动的距离间满足s＝ns物，由题图可知n＝3，根据机械效率的公式就可以求出此滑轮组的机械效率。
板书设计
第4节 机械效率
第1课时 认识机械效率
认识机械效率功有用功：为达到目的必须要做的功额外功：我们不需要但又不得不做的功总功：有用功和额外功的总和机械效率定义：有用功与总功的比值公式：η＝W有W总η