机械效率

【教学目标】

1. 知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。

2. 理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。

3. 培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。

【教学重点和难点】

对机械效率概念的理解。

【教学方法】

综合教学法。

【教学仪器】

电脑教学平台一套，滑轮组、铁架台、弹簧秤、刻度尺、相同木块和细线各20件。

【教学过程】

一、引入有用功、额外功、总功

师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？

在投影仪上映出下图：

生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。

师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。

现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画）

这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考：

1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重？

2. 砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？

3. 把100 N重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？

4. 通过滑轮组，绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？

5. 想一想，这两个功为什么不相等？

在投影仪上映出学生讨论的结果。

生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。

师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。