1、北师大版 9.5探究使用机械能省功吗？教学设计（一） 一、教具 滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺 二、教学过程 一、引入新课 1提问：功的原理是什么？ 2演示（按图 1 装置）并提问 用图 1 的滑轮来提升重 5N 的物体，理论上在细绳端需要加多大的拉力？要求一名学生板演，（省一 半力，应为 2.5N） 问：实际上 2.5行不行，为什么？ 问：怎样能知道 实际是多大？（实验测量实践是检查真理的唯一标准）（肯定实际上 2.5） 问：实际使用动滑轮提升重物时，人所做的功与直接提升重物所做的功相比较，大小如何？这与功的 原理是否矛盾？（不矛盾，功的原理说使用机械不省功） 问：我们希望上述两个功
2、越接近越好还是差距越大越好？（引入新课） 二、进行新课 1有用功、额外功和总功 （1）演示实验：用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物 G 升高 从弹簧秤读出拉力 F 的值，用刻度尺测出 重物提升的高度 h 和弹簧秤移动的距离 s 以下边讲边板书： “实验数值 G5N， h0.5m， F3N，s1m 弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功： W Fs3N1m3J， 直接用手提高重物同样的高度需要做的： W Gh5N0.5m2.5J” （2）提问：由实验可以看到 W W ，这是为什么？ 学生回答，教师总结：实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把 动滑轮一起提升，这时我们用的力（动
3、力）就比重物重力的一半还要大（该实验中，理想情况下拉力是 2.5N，而实际的拉力是 3N） 做的功要比直接提升重物所做的功大一些（该实验中，直接提升重物所做 的功是 2.5J，而实际动力对滑轮做的功是 3J） （3）总结并边讲边板书 在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的 板书：“1有用功（ W 有用 ）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功”（注意，本节标题暂不出） 问：本实验中的有用功是多少？答： W 有用 Gh5N0.5m2.5J 本实验中，用来克服摩擦及把动滑轮和绳子提升做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功 叫额外功 使用任何实际机械做额外功是不
4、可避免的 板书:“2额外功（ W 额外 ）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功” 有用功加额外功是动力对机械总共做的功，叫总功 板书：“3总功（ W 总 ）：有用功与额外功的总和叫总功” 问：本实验中总功 W 总 ？ 答： W 总 Fs F2h3N1m3J 问：本实验中做的额外功是多少？ 答： W 额外 W 总 W 有用 3J2.5J0.5J 2机械效率 问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？ 学生演算，答出计算过程和结果 答：83.3 教师小结并板书：“4机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率” 板书：补写本节标题：“三、机械效率” 有用功总小于总功，所以机械效率总小于
5、 1” 教师指出：表示机械效率的字母的读音 机械效率一般用百分数表示，没有单位 问：某起重机的机械效率是 70%，它表示什么意思？ 答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是 70%，也可以说有用功在总功中占有 70%， 另 30做的是额外功 3提高机械效率的意义及方法举例 阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功所占比重是提高机械效率的有效方法 三、巩固练习 例题：用图 2 所示滑轮组把重 600N 的货物匀速提高 2m，所用的拉力是 375N，求总功、有用功和这个 滑轮组的机械效率 要求学生板演，教师讲评 教师小结：解答这类问题首先要认真审题，弄清已知条件 其次要注意
6、，用滑轮组提起货物的高度与 人把绳子末端拉下的距离之间的关系 还要分清总功和有用功 总功是人利用滑轮组提升货物时总共做的 功，也就是人拉绳子的力做的功（或说动力对滑轮组做的功），即如果不用机械直接把重物提升相同高度 所做的功 计算时，功（ W 总 ）拉力（ F）绳端所通过的距离（s） 有用功是指滑轮组克服货物所受 重力竖直升高所做的功，计算时，有用功（ W 有用 ） Fs 因为货物匀速上升，所以滑轮组对货物拉力的 大小等于货物重，即 F G 货物提升的高度 s 用字母 h 表示（要与动力通过的距离 s 加以区分） 所以， 有用功（ W 有用 ）货物重（ G）货物提升的高度（ h） 应该指出，在涉及机械效率问题时，功的原理也是适用的 使用机械时仍不省功，而且还要不可避免 地做额外功
