人教版八年級物理（下冊）第十二章簡單機械第3節機械效率（導學案）【學習目標】1、能結合實例分析什么是有用功、額外功和總功；2、理解機械效率的概念，會利用公式η=W有用/W總進行有關計算，知道機械效率小于1；3、經歷測量機械效率的過程，通過參與探究斜面的機械效率的活動，學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案。【學習重難點】學習重點：機械效率的概念和有關計算學習難點：測量滑輪組的機械效率【學習過程】學習任務一：使用動滑輪是否省功學生活動：觀看演示實驗，完成以下表格的填寫，小組討論，得出實驗結論G/Nh/mW有用/JF/Ns/mW總/J【結論】使用動滑輪比直接提升物體不省功?！就普摗渴褂萌魏螜C械都不省功。（功的原理）學習任務二：機械的三種功問題：人們在使用機械的時候，為什么會比直接拉物體多做一些功呢？學生活動：結合問題，閱讀課本相關內容，完成以下填空。1、有用功W有：為了滿足人們需要所做的功。2、額外功W額：克服滑輪的重力和摩擦力所做的功（人們不需要但又不得不做的功）。3、總功W總：有用功和額外功之和（動力所做的功）。W總＝W有＋W額【及時反饋1】1、用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是額外功。2、如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是額外功。學習任務三：機械效率學生小組討論：1．機械效率有單位嗎？2．為什么機械效率沒有大于1的？【小結】對于實際機械，不可避免地有摩擦，于是總是有額外功存在，所以η＜1?！纠}】如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著10N的重物勻速上升，繩子自由端移動1m，動滑輪重力2N，求：（1）拉力F；（2）物體上升的距離；（3）有用功，總功，機械效率。學習任務四：測量滑輪組的機械效率問題：如何測量滑輪組的機械效率小組任務：結合課本，討論，完成以下內容，進行實驗，完成討論部分內容。1．實驗原理：2．器材：刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、甲、乙兩個滑輪組、長約2m的細繩。3．步驟：①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格。②分別記下鉤碼和彈簧測力計的位置。③緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s，將這三個量填入表格。④算出有用功W有用、總功W總功、機械效率η并填入表格。實驗次數G

(N)h(m)W有用（J）F(N)s(m)W總（J）η1

2

3

4

討論：1、比較三次實驗中測得的機械效率相同嗎？2、分析影響滑輪組機械效率的因素是什么？3、怎樣提高機械效率？【課堂小結】結合板書，進行本節課小結【課堂檢測】1．生產和生活中經常使用各種機械，在使用機械時，下列說法中正確的是（）A．可以省力、同時也可以省功B．可以省力或省距離，但不能省功C．只有在費力情況時才能省功D．可以省距離，同時也可以省功【答案】B【詳解】ACD．使用任何機械都不能省功，故ACD錯誤；B．使用機械可以省力、省距離或改變力的方向，但都不能省功，故B正確。故選B。2．如圖是轱轆取水的裝置，下列說法錯誤的是（）A．該裝置能夠省力B．提水時克服摩擦做的功是額外功C．該裝置能夠省功D．提水時克服水的重力做的功是有用功【答案】C【詳解】A．轱轆是一種變形的杠桿，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，所以該裝置能夠省力，A正確，故A不符合題意；B．提水時，目的是提水，所以對水做的功是有用功，克服摩擦做的功是無用但又不得不做的功，所以提水時克服摩擦做的功是額外功，B正確，故B不符合題意；C．使用任何機械都不省功，C錯誤，故C符合題意；D．提水時，目的是提水，所以對水做的功是有用功，D正確，故D不符合題意。故選C。3．如圖所示用滑輪組提升物體。測得物體重力為3N，滑輪組在1s內將物體勻速提升0.2m，繩子自由端拉力F為2N，不計繩重和輪軸間的摩擦。關于此過程，下列判斷正確的是（）A．動滑輪重力為0.8N B．滑輪組做的有用功為1.2JC．滑輪組的機械效率為75% D．繩子自由端移動的速度為1m/s【答案】C【詳解】A．不計繩重和摩擦，由于拉力所以，動滑輪的重力G動=nF-G=2×2N-3N=1N故A錯誤；B．根據題意知道，有用功W有用=Gh=3N×0.2m=0.6J故B錯誤；C．由圖知道n=2則繩子自由端移動的距離s=nh=2×0.2m=0.4m拉力做的功為W總=Fs=2N×0.4m=0.8J此時滑輪組的機械效率為故C正確；D．繩子自由端移動的速度為故D錯誤。故選C。4．如圖所示，固定斜面長5m、高2.5m，木箱重150N。小明用100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面勻速從底端運動到頂端的過程中，下列判斷正確的是（）

A．使用斜面既可以省力也可以省功B．小明克服木箱重力做的功為250JC．斜面的機械效率為50%D．小明克服斜面摩擦力做的功為125J【答案】D【詳解】A．使用斜面時可以省力，由于要克服摩擦力做額外功，要多做功，所以不能省功，故A錯誤；B．小明克服木箱重力做的有用功故B錯誤；C．推力做的總功斜面的機械效率故C錯誤；D．小明克服斜面摩擦力做的額外功故D正確。故選D。5．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小剛用如圖所示滑輪組進行了三次實驗，實驗數據如表所示。實驗序號物重G/N物體上升的高度h/m拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率①40.31.80.974.1%②60.32.60.976.9%③80.33.30.9

（1）本實驗中用到的測量工具有___________和___________；（2）在第②次實驗中，做的有用功是___________J，額外功是___________J；（3）第③次實驗中滑輪組的機械效率是___________（結果保留至0.1%）；（4）通過分析實驗數據可以得出：同一滑輪組提升的物重增大，機械效率將___________（均選填“增大”、“減小”或“不變”）；（5）若彈簧測力計沒有豎直向上拉，則測得的機械效率將___________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮繌椈蓽y力計刻度尺1.80.5480.8增大偏小【詳解】（1）[1][2]實驗中需要測量物體的重力、拉力以及物體上升的高度，因此實驗中需要彈簧測力計和刻度尺。（2）[3]根據圖示和記錄表格可知，動滑輪上繩子的股數為3，s＝nh，第②次實驗中滑輪組的有用功[4]總功額外功（3）[5]第③次實驗中滑輪組的機械效率（4）[6]根據表中數據可知同一滑輪組提升物體，物