初中物理北师大版八年级下册五、探究——使用机械是否省功教学设计

五、探究——使用机械是否省功

【教学目标】

知识与技能

1、通过探究活动，知道使用任何机械都不省功。

2、通过探究活动，理解机械效率。

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

1、通过探究性物理学习活动，体验探究的乐趣。

2、在实验探究过程中，培养尊重实验事实的科学态度。

【教学过程】

一、     情景再现，引入课题

1、观察图1、图2，使用

这些机械目的是什么？

省力

2、观察图3、图4，使用

这些机械目的是什么？

省距离

3思考：有些机械省力、有些机械省距离，

根据W=FS，那使用机械能省功吗？引入课题

二、     新课学习

（一）实验探究

1、使用杠杆能否省功

1）探究内容：比较不用杠杆直接提物体时人所做的功与用杠杆时人所做的功

2）测量量：物重G、物体上升的高度h、杠杆提物体时动力F、动力移动的距离S

3)学生实验，收集数据并整理数据

4）分析总结：①用杠杆提重物人做的功大于不用杠杆直接用手提重物人做的功（克服杠杆自重及摩擦多做一部分功）②用杠杆提重物人做的功等于不用杠杆直接用手提重物人做的功（不记杠杆自重及摩擦）

2、使用滑轮组能否省功

1）探究内容：比较不用滑轮组直接提物体时人所做的功与用滑轮组时人所做的功

2）测量量：物重G、物体上升的高度h、滑轮组提物体时动力F、动力移动的距离S

3)学生实验，收集数据并整理数据

4）分析总结：①用滑轮组提重物人做的功大于不用滑轮组直接用手提重物人做的功（克服动滑轮自重及摩擦多做一部分功）②用杠杆提重物人做的功等于不用杠杆直接用手提重物人做的功（不记动滑轮自重及摩擦）

（二）功的原理

让学生由实验结论推广总结：使用任何机械都不能省功

功的原理的理解：1、不计机械自重及摩擦，不用机械做功等于用机械做功

2、计机械自重及摩擦，用机械做功大于不用机械做功

(三)用机械时对机械做功分析

1、图5所示，如不计杠杆自重及摩擦，外力对杠杆

作的功等于杠杆对物体作的功，考虑杠杆自重及摩擦时，

外力作的功一部分用于克服杠杆自重及摩擦做功，另一

部分通过杠杆对物体做功

2、通过杠杆对物体做功是我们所需要的，所以是有用的。把杠杆对物体作的功叫有用功

克服杠杆自重及摩擦做功虽无用，但又不得不做。把克服杠杆自重及摩擦所做的功叫额外功，有用功和额外功都是外力对杠杆作的功。把有用功与额外功的总和叫总功，

即外力对杠杆做的功是总功

3、图6所示，如不计动滑轮自重及摩擦，外力对滑轮组

作的功等于滑轮组对物体作的功，考虑动滑轮自重及摩擦时，

外力作的功一部分用于克服动滑轮自重及摩擦做功，另一

部分通过滑轮组对物体做功

4、通过滑轮组对物体做功是我们所需要的，所以是有用的。把滑轮组对物体作的功叫有用功

克服动滑轮自重及摩擦做功虽然无用，但又不得不做。把克服动滑轮自重及摩擦所做的功叫额外功，有用功和额外功都是外力对滑轮组作的功。把有用功与额外功的总和叫总功，

即外力对滑轮组做的功是总功

小结：有用功——机械对物体作的功

额外功——克服机械自重及摩擦所做的功

总功——外界对机械作的功让（机械工作的物体所做的功）

（四）机械效率

1、利用率计算

1）纸的利用率

一张纸，最多正常写400个字，有人故意拉大字间距离，结果只写了250个字，请问这张纸的利用率怎么算？

2）米饭的利用率

一小碗饭，正常有500粒米，有人不喜欢吃米饭，故意边吃边撒，结果往外撒了150粒米，请问这碗饭的利用率怎么计算？

3）时间的利用率

小明正常15分钟可以走到学校，可是上学路上看到好玩的东西，就耽搁了5分钟时间，请问小明上学路上时间的利用率怎么计算？

用机械时，做功也有利用率的问题，请问怎么表示机械做功的利用率？

2、机械效率： 1）.定义：有用功W有跟总功W总的比值（表示机械做功的利用率）

2）机械效率公式：ŋ=      x100%

3）起重机的机械效率是60%，表示什么含义？

使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值为60%（有用功占总功的60%）

4）思考讨论：

①机械效率有单位吗？

②为什么机械效率没有大于1的？

③用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？

机械效率的三个特征：没有单位 总小于1 用百分数表示

5）机械效率和功率区别

【课堂练习】

1．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6 N。    

（1）实验时要竖直向上_____拉动弹簧测力计，由图可知拉力

大小为_____N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动____cm,该滑轮组的机械效率为________。

（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）

2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：

⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。

⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）

【板书设计】

  功的原理：使用任何机械都不省功

有用功：机械对物体做的功，

额外功：克服机械自重及摩擦所做的功

总功——外界对机械作的功让（机械工作的物体所做的功）

定义：有用功W有跟总功W总的比值（表示机械做功的利用率）

  机械效率  机械效率公式：  ŋ=       x100%