1、第四节 机械效率 教学目标： 知识与技能： 、理解有用 功、额外功和总功的含义； 、理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算； 、知道提高机械效率的意义和主要方法。 过程与方法： 经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。 情感、态度与价值观： 关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。 教学过程： 一、有用功、额外功和总功的概念 观察教材图 11-5-1 或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶， 除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅 助措施的重 力做功；此外，由于物体之间总存在摩
2、擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克 服摩擦做功。 起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦 做的功是额外 功。有用功和额外功之和叫总功。 用 表示总功， 表示有用功， 表示额外功，它们的关系是 举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念 提问，人用水桶从井中提水，有用功、额 外功、总功各是什么？ 视学生理解程度可再举几个例子。 二、机械效率举例引出机械效率 学校二楼的墙坏了一个洞，修补的话需要 40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要 将 40Kg 的水泥从一楼搬到二楼。现在你手上有重 5Kg 的铁桶，重 2Kg 的塑料桶，都能装 下 40Kg 水泥，你可以叫
3、楼上的同事用铁桶或者塑料桶把水泥提上去，当然也可以自己提 上去。 提问：你愿意采取哪种方法？ 提问：为什么？ 提问： “做的功少”指的是什么功少？有用功、额外功、还是 总功？ 提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？ 逐步引导。 任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率 越高。物理学中把有用 功跟总功的比值叫做机械效率。 机械效率的符号是 ，读作： yita ，常用百分数表示。 说明： 为一比值，没有单位。 提问：总功又等于有用功和额外功之和，则 又可以表示为什么？ 说明：在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功 是一定 存在的，即 0 ，
4、可见 100%； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因 素可以忽略，这时 =0 ， = 100% 。 三、例题 例题： 如图利用一个动滑轮把重为 400N 的货物匀速提高 2m，所用的拉力 F 是 250N，求总 功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。 来 教师板演。 解：人做的总功 等于人拉绳 子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上 去的距离 s。人拉绳子的力 F=250N， s=2h=22m=4m， h 为货物提升的高度。 = Fs = 250N 4m = 1000J 有用功只是克服货物重力做的功。货物所受重力 G=400N ，提升高度 h=2m 。则 = Gh = 400N
5、2m =800J = - =1000J-800J=200J = （ / ） 100% =（ 800J/1000J ） 100%=80% 总结：由例题得知，只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个，就可 以算出用机械做功过程中的机械效率。 四、提出提高机械效率的意义 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的 总功越少，机械能够更好地发挥效用。 的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之 一。 提问： 如何提高机械效率呢？ 提问：例题中可以采取什么方法减少 ？ 当机械一定时，在可能情况下，增加 ，也可以提高 。 提问：例题中怎样 增加 ？ 五、与功的 原
6、理对比 说明： 一般来说，用机械对物体做功，有用功 是固定的，这时候，机械效率 越高，机械需要做的总功就越少，可见，机械效率越高的机械越省功。 提问：这和功的原理中说的“任何机械都不省功”矛盾吗？ 六、课堂小结 今天我们学习了用机械做功过程中总功、有用功和额外功的概念，学习了判断机械性 能优劣、质量好差的重要标志之一：机械效率 。通过 的计算公式： = （ / ） 100% = /( + ) 100% 讨论了如何提高机械效率的方法。 七、课后作业 ：学生训练手册相关内容。 八、板书： 来 机械效率 一、 有用功: 额外功: 总功: 有用功和额 外功之和 二、 机械效率 ： 有用功跟总功的比值 = （ / ） 100% = /( + ) 100% 无单位 实际机械 100%；理想机械 =100% 三、 如何提高机械效率 在 一定时，减少额外功 ； 在 一定时，增加 。
