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提高机械的效率

时间：2022-05-23 12:25:02 其他范文收藏本文下载本文

【导语】小编在这里给大家带来提高机械的效率（共9篇），希望大家喜欢!

提高机械的效率

篇1：如何提高机械效率1

⑴知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。

⑵理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。 ⑶知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。 ⑷经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算简单机械效率的方法。 ⑸通过学习

2．教材说明

本节主要内容有：有用功、额外功、总功的概念，机械效率的概念和测算，提高机械效率的方法和意义。

机械效率是在简单机械、功和功率等基础知识上构建起来的新概念，既是前面这些知识的延伸，又是后面学习热机效率等概念的基础。它和功率一样，也是反映机械做功性能的重要物理量，在生活和生产中有着非常实际的价值和意义。建设高效率、低消耗的节约型社会，是科学发展观的重要理念，是学生必备的科学素质。

本节教材的编写思路：首先通过

组织学生参与

3．教学建议

本节课可以开门见山直接引入：现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。

什么是有用功与额外功

在具体教学过程中，为了增加学生的感性认识，便于学生分析，可用多媒体展示滑轮组提升重物和挖掘机挖掘泥土的场景，让学生如同身临其境。并引导学生回答下列问题： ⑴在这两个情景中，力对哪些物体做了功？

⑵哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？

⑶哪些功是我们不需要但又不得不做的功？

学生经过思考、讨论，可以答出：

⑴对于教材图13-16a，拉力对滑轮组做功时，拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分之间的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我们需要的功，对动滑轮、绳子以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。

⑵对于教材图13-16b：挖掘机对泥土、挖斗以及克服各部件之间的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我们需要的功，对挖斗以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。

在学生回答的基础上，教师给出提升物体时，

额外功（W额外）：克服机械自身的重力和摩擦力所做的功。

总功（W总）：有用功和额外功的总和，即W总=W有用+W额外。

然后向学生指出：在实际用机械做功时，总功也等于动力对机械做的功。

为了检验学习效果，可让学生分析下列情况中的有用功、额外功、总功，并说明这样分析的理由：

⑴用桶从井中提水。（答：目的是把水提上来，所以提升水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功，对水和水桶做的功是总功。）

⑵桶掉到井里，把桶从井中捞起。（答：目的是把水桶捞上来，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功，对水桶和水做的功是总功。）

⑶用水桶把水提到楼上去。（答：目的是把水提到楼上，所以对水做的功是有用功，对水桶和人所做的功是额外功，对水、水桶和人做的功是总功。）

什么是机械效率

可用下面的问题引出机械效率的定义：

（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？（答：选择轻质塑料水桶，因为提同样多的水，用塑料桶需要做的额外功较少。）

（2）当你用动滑轮提升一只箱子时，你希望选用什么样的滑轮？为什么？（答：希望选择一只又轻巧又坚固的动滑轮，因为这样可以减少额外功。）

通过这两题的回答，要使学生意识到：我们在使用机械做功时，额外功是不可避免的，但我们总希望做的额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此，可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。

为了加深对机械效率的理解，可以组织学生讨论以下问题：

（1）机械效率的高低表示的物理意义是什么？（答：有用功在总功中所占比例的高低。）

（2）机械效率的单位是什么？（答：机械效率是两个功（W有用、W总）的比值，没有单位。）

（3）为什么机械效率总小于1？能不能等于1？（使用机械做功时，一般情况下，不可避免地要做一部分额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；但理想情况下，即不考虑机械自身的重力，不考虑摩擦时，机械效率可等于1，这种机械称为理想机械。）此时可增加一道有关滑轮组机械效率的计算题，通过计算，一帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功，感受机械效率的意义；二熟悉机械效率的计算公式，找到解答此类问题关键，为下面测算滑轮组的机械效率做好知识上的准备；三可规范学生解答物理计算题的格式。

例题：如图13-6所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。如果工人将绳子匀速向上拉了6m，则泥桶上升了多少？滑轮组的机械效率是多少？

已知：G桶=220N，G动滑轮=20N，s=6m，n=3

求：h，η

解：泥桶上升的高度：。

工人对泥桶做的有用功：W有用=G桶h=220N×2m=440J。

工人对动滑轮做的额外功：W额外=G动滑轮h=20N×2m=40J。

所以总功：W总=W有用+W额外=440J+40J=480J。

滑轮组的机械效率：。

答：泥桶上升了2m，滑轮组的机械效率是91.7%。

活动2 测算滑轮组的机械效率

教材安排

（1）滑轮组工作中的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？（答：W有用=G桶h，要测量物重G和物体上升的高度h。）

（2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？（答：克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的'功都是额外功；显然，这些额外功很难直接测量。）

（3）因为滑轮组的额外功不便直接测量，所以，用有用功和额外功之和求总功不方便。那么，还有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？（答：有。测出绳端的拉力F和拉力移动的距离s，根据W总=Fs计算出总功。）

（4）为了求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些器材？（答：弹簧测力计和刻度尺。）

学生讨论回答后，教师边演示边讲解做好实验的注意事项：

（1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。

（2）拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。

（3）测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由端上作一如何提高机械效率1标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。

该实验从组装滑轮组到测出各个量，要进行的活动和记录的数据都比较多，教师要加强巡回指导，发现问题及时引导。

学生实验完毕，汇报实验结果，他们会发现：同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。这是因为在提升重物时，物体越重，所做的有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率越高。

在此基础上，可以让学生继续思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？（答：动滑轮的重会影响滑轮组的机械效率，动滑轮越重，额外功在总功中所占的比例就越大，机械效率越低；滑轮自身部件的摩擦也会影响滑轮组的机械效率。）

对于程度比较好的学生，还可以提出以下讨论题：

（1）在以上实验中，还有其他方法测出绳子自由端移动的距离吗？（答：有。数出承担重物的绳子股数n，则绳子自由端通过的距离s=nh，h为重物上升的高度。）

（2）如果不测出物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s，还能不能计算出滑轮组的机械效率？（答：能。因为s=nh，则机械效率。）

最后，可以让学生阅读教材了解一些设备的效率，知道提高机械效率的一些主要方法，培养学生合理改进机械、提高效率的意识。还可以将此问题进一步升华，谈谈工作和经济建

设中的效率问题，培养学生科学发展观。

篇2：提高机械效率的方法

由机械效率的概念和计算公式可知，机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素，不能理解成“有用功多，机械效率就高”;或“总功多，机械效率就高(或低)”。应理解为：当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高;当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高;当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。此外，还值得我们注意的是：一、机械效率与功率无关。虽然它们都是反映机械性能的物理量，但两者是完全不同的概念。功率是表示物体做功快慢的物理量，它是由做功的多少和所需时间的长短两个因素决定的。它们分别表示机械的不同性能，没有必然的联系;二、机械效率与机械是否省力无关。机械是否省力，是指动力和阻力相比较而言，当动力比阻力小就省力，它与机械效率之间也没有必然的联系。

对滑轮组来说，影响因素主要有四个：物体的重力(G物)、动滑轮的重力(G动，包括动滑轮的个数)、绳重和摩擦，其中物体的重力直接影响有用功，其余的直接影响额外功。若不计绳重和摩擦，则滑轮组机械效率的主要影响因素是物体的重力(G物)和动滑轮的重力(G动，包括动滑轮的个数)，当动滑轮重一定时，被拉物体越重，机械效率越大;当被拉物重一定时，所用动滑轮越重(或动滑轮的个数越多)，机械效率越小。所以，在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素。

此外，滑轮组的机械效率与物体上升高度(h)和拉力移动的距离(s)无关(因为s=nh，最终s和h会被削掉)、与重物提升的速度和拉力移动的速度无关、与细绳的绕线方法无关。

由此可见，提高机械效率的常用方法是：增大有用功或减少额外功。对滑轮组来说，提高机械效率的方法有：增加物重、减少动滑轮的重力(如使用轻质滑轮、减少动滑轮的个数等)、减小机械自身零部件的摩擦(如给滑轮添加润滑油等)、以及减小其它辅助用品的重力(如用质量小的绳子、容器等)，在不计绳重和摩擦时，可增加物重、减少动滑轮的重力。

总之，为提高机械效率，我们在使用机械时，总希望有用功在总功中所占比例越大越好，或者说额外功在总功中所占的比例越小越好。因此还要注意在实际应用时选择好适合的机械，千万不要出现“用直升机吊木料到二楼家中”的现象。

篇3：提高机械效率的方法

1、有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总

斜面：W有用=Gh

2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。

公式：W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)

斜面：W额=fL

3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功

公式：W总=W有用+W额=FS

4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。

公式：定滑轮：

动滑轮：滑轮组：

5、有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

7、机械效率的测量：

(1)原理：

(2)应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

(3)器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

(4)步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

(5)结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

②提升重物越重，做的有用功相对就多。

③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率

(1)当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。

(2)当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。

(3)当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

机械效率的常见效率

喷气推进系统：16%-24%

起重机：40%-50%

内燃机(汽油发动机)：22%-27%

柴油发动机：28%-30%

涡轮水泵：60%-80%

滑轮组：50%-70%

电动机：70%

火箭：49%~52%

滑轮组机械效率影响因素

比如滑轮组的机械效率，影响它的最主要的因素是物重，其次才是滑轮重、绳重和摩擦。无论你用同一滑轮组吊起一根绣花针或一个重量远远大于动滑轮的重物，你都需要把动滑轮举上去，还要克服绳重与摩擦，前者额外功远远大于有用功，其机械效率几乎为零，后者额外功在总功中占的比值就小得多，所以物重越大，机械效率就越高。

主要因素：物体重力一定时，动滑轮越重，机械效率越低，动滑轮重一定时，物体重力越大，机械效率越高。

篇4：机械效率

目标

1．知识与技能

了解什么是有用功、额外功和总功。

理解什么是机械效率。

2．过程与方法

通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

说明与建议

有用功和总功

首先让学生看课本图14.4-1，弄明白三幅画的意思，然后讨论用图中三种不同方法，把100n重的沙子运上三楼，哪种办法最好。学生可能对第二、三两种方法的区别不太理解，可引导学生注意桶的重量与口袋重量的不同。然后引导学生分析每种情况需要做的功，引出有用功、额外功、总功的概念。

想想议议

这里意在使学生加深了解有用功、额外功的概念。实际使用机械时，人们总是希望额外功少些。杠杆、起重机、电梯等所有机械都有一些是有用功，一些是额外功。通过讨论，让学生明白什么是有用功，什么是额外功。

机械效率

为了使学生明白为什么要引入机械效率这一概念，懂得机械效率的意义，在讲述有用功和额外功之后，应强调指出，使用机械做功，为了工作需要以及不可避免地存在摩擦等原因，额外功是不可避免的。例如用水桶从井里提水，目的是把水提上来，所以提水的功是有用功，提桶的功是额外功，而为了把水提上来，水桶是不可缺少的。额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此应尽量减小它。使用不同的机械来提起物体，我们希望做的额外功越少越好，或者说，有用功与总功越接近越好。不同机器这方面的差别，通常用有用功在总功中占的百分比来表示，叫做机械效率，给出机械效率的公式。一台机器所做的有用功与总功越接近，这台机器的机械效率就越高。

课本列举了一个计算机械效率的例题，意在练习机械效率公式的应用，使学生加深认识有用功和总功的概念。

最后指出，提高机械效率有重要的经济意义，可以减少能耗，降低生产成本，应对这个问题重视。还可以让学生议议：除了用机械做功有个效率问题外，干别的事情有没有效率问题，在更广阔的背景下对效率问题有个初步观念。

探究斜面的机械效率

这个探究的目的是让学生学习测量斜面的机械效率，通过探究加深对机械效率的理解，摩擦是影响机械效率的重要因素之一，同时让学生进一步认识利用斜面也可以省力。

教师在引导学生提出问题后，要让学生独立完成探究过程。同时还可用粗糙程度不同的斜面，进一步探究摩擦对机械效率的影响。

动手动脑学物理

1．有用功是14400j，总功是24000j，机械效率是60％，起重机提升装货物用的容器所做的功、各部件之间的摩擦做功等都是额外功。

2．略。

3．提高机械效率的主要办法是：改进机械的结构，例如提水时用容积较大而重量较轻的水桶等；按规程进行保养、合理使用以减小摩擦。

篇5：机械效率物理教案

（一）教材：人教社九年义务教育初中物理第一册

（二）教学要求

（l）知道什么是有用功、额外功和总功。

（2）知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道械效率总小于1。

（3）知道提高机械效率的意义和主要方法。

（三）教具

滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺。

（四）教学过程

一、复习提问

1．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5牛的物体，应用功的原理求在细绳端需要加多大的拉力？（动滑轮重忽略不计）

要求一名学生板演，其他学生在笔记本上演算，教师讲评并给出正确解答。

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G＝5牛，h＝0.5米，f＝3牛，s＝1米。

弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：w动＝f·s＝3牛×1米＝3焦，

提高重物，动滑轮克服阻力做的功：w阻＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦”

（2）提问：由实验可以看到w动＞w阻，这是为什么？

学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。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（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。

（3）总结并边讲边板书

①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＝G·h＝5牛×0.5米＝2.5焦。

②本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。

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”

③本实验中，有用功加额外功是总共做的功，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＝f·s＝f·2h＝3牛×1米＝3焦。

问：本实验中做的额外功是多少？

答：w额外＝w总－w有用＝3焦－2.5焦＝0.5焦。

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1”

教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，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

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600牛的货物匀速提高2米，所用的'拉力是375牛，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，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），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）＝f·s。因为货物匀速上升，所以滑轮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）×货物提升ツ高度（h）。

应该指出，在涉及机械效率问题时，功的原理也是适用的。这时动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。使用机械时仍不省功，而且还要不可避免地做额外功。

四、布置作业：

1．课本章后习题8，要求计算出总功、有用功、机械效率。根据计算结果答出哪些说法正确。

2．预习课本实验：测滑轮组的机械效率。

篇6：教案：机械效率

教案：机械效率

教学内容：机械效率。授课地点：教室授课教师：授课时间： 1课时【教学目标】 1．知识与技能：（1）理解有用功、额外功和总功的含义；（2）理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算；（3）知道提高机械效率的意义和主要方法。 2．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。 3．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】教师活动设计一、有用功、额外功和总功的概念观察教材图 12-5-1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W总表示总功，W有表示有用功， W额表示额外功，它们的`关系是W总=W有+W额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。回答：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是额外功；二者之和为总功。二、机械效率举例 1.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？回答：叫楼上的同事用塑料桶把水泥提上去。提问：为什么？回答：省力或做的功少。提问：“做的功少”指的是什么功少？有用功、额外功、还是总功？回答：总功。提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？回答：相同。 2.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η，读作： yita ，常用百分数表示。说明：η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η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 W额>0 ，可见η < 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 W额=0 ， η = 100% 。回答：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。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=2×h=2×2m=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 × 2m =800J = - =1000J-800J=200J η = （ W有/W总） × 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。学生思考解答。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。η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？回答：由η = （ W有/ W总） × 100% ==[ W有/(W有 +W额 ) ] × 100% 可以看出 : 在W有一定时，减少额外功；在W额一定时，增加W有，可以提高η。回答：可以采取减轻动滑轮重量以及减少滑轮与绳子之间摩擦的方法。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η。提问：例题中怎样增加？回答：增加被提起货物的质量。五、与功的原理对比说明：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？回答：不矛盾，功的原理说的是使用机械时，人们做的总功，不会少于有用功。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η。通过η的计算公式： η = （ W有/W总） ×100% =[ W有/(W有 +W额 ) ]×100% 讨论了如何提高机械效率的方法。七、课后作业学生活动手册相关内容。【板书】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：η有用功跟总功的比值 η = （ W有/W总） ×100% =[ W有/(W有 +W额 ) ]×100% η无单位实际机械 η＜ 100%；理想机械η =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。参考资料：教科版《教师用书》八年级下及配套光盘。

篇7：机械效率教案

机械效率教案：

一、背景

苏科版教材《九上》第十一章第五节为《机械效率》，本节课的授课对象是省示范初三实验班学生。考虑到教学内容及授课对象的特征，笔者设计并实施了本节课的教学现将其展示如下：

二、教学过程

1.引入

师：生活中处处能听到“效率”一词，父母工作时要讲究效率，早点下班给同学们烧饭、做菜;同学们学习过程中也要讲究学习效率，如果班上某同学在校的总时间10小时，扣除自习时间，真正学习的时间只有8小时，玩2小时，怎样计算该同学的学习效率?

生A：0.8

生B：80%

师：用小数表示效率不符合人们用法习惯，将学习时间除以总时间再乘以100%就可以计算出学习效率。既然学习上有效率，那么使用机械时也应该有效率，我们将其称为机械效率。下面一起学习11-5节内容。

(板书课题：11-5 机械效率)

2.有用功、额外功及总功概念的建立

师：小明想一次性将家中散落在地面上的大米搬到桌面上，但苦于双手太小，无法将米一次性搬起，这时他找来一个空盒子，将米装入盒子中，很快完成了任务。如果小明直接用手搬大米需克服什么力做功?

生：克服大米重力做功。

师：米装入盒中，又需克服什么力做功?

生：克服盒子的重力做功。

师：此过程中小明的目的是搬大米而不是搬盒子，所以我们将克服大米的重力做功定义为有用功，用W有用表示。搬运大米时克服盒子重力做功并不需要但又不得不做，故将其称之为额外功，用W额外表示。对于刚才假设桶的重力为10N、大米重力为100N，装米的盒子升高1m，则有用功为多少焦?额外功为多少焦?

生：有用功为100J、额外功为10J。

师：小明克服大米和盒子的总重力做功为多少焦耳?

生：110J

师：110J即为有用功和额外功之和，我们将其称为总功，用表示。

(板书：一、有用功―人们使用机械时为了达到某种目的需要做得功;额外功―达到目的的过程中不需要但又不得不做的功;总功―有用功和额外功之和。)

师：下面我们再看几副图片，图2(a)中展示了从井中打水的情况，请问拉力对水做的

功是什么功?拉力对桶做的功又是什么功?

生A：拉力对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。

师：如果从井中捞桶，桶在打捞过程中不小心灌了一些水，请问哪些是有用功，哪些是额外功?

生B：拉力对桶做的功是额外功，对桶做的功是有用功。

师：如果老师用手拉着动滑轮两端的绳子将钩码提升高度h,动滑轮被提升高度为多少?

(教师演示用两只手同时拉着绳头提升动滑轮和重物。)

生：动滑轮和物体一起上升高度h。

师：在上升过程中，克服什么力做功是有用功，什么又是额外功?

生：克服钩码重力做功为有用功，克服动滑轮重力做功为额外功。

师：但是在使用动滑轮时并不是拽着两根绳头往上拉，而是按照如图3所示：一端固定，另一端绳头受拉力作用，绳子与轮之间发生相互摩擦，还需要克服什么力做功?

生：克服摩擦力做功。

师：只有克服摩擦力么?如果这根绳子是粗麻绳，什么力会明显显现出来?

生：重力。

师：也就是说还要克服什么力做功。

生：克服绳重做功。

师：很好，由于这两个功都与绳子有着密切的关系，我们就统称为克服绳重和摩擦力做功，它们是有用功么?

生：不是，是额外功。

3.机械效率概念的建立

师：看来动滑轮提升物体的额外功有两项，一是克服动滑轮重力做功，二是克服绳重和摩擦力做功，我们不妨简记为和。假如动滑轮重力为0.2N、两个钩码总重力为1.0N、钩码被提升的高度为1m以及克服绳重和摩擦力做功为0.3J，有用功、克服动滑轮重力做的功以及总功分别是多少?请三位同学分别回答。

生A：有用功是1J。

生B：克服动滑轮重力做功是0.2J。

生C：总功为1.5J。

(教师板演计算过程。)

师：类比于学习效率，总功类比于总时间，有用功类比于学习时间，额外功类比于玩的时间，则动滑轮也有效率，我们将其称为机械效率，用表示。计算方法是用有用功除以总功乘以100%。由于有用功和总功的单位都为焦耳，所有无单位，我们用百分数表示。表示有用功与总功的比值，比如某机械的机械效率为80%时，表示有用功占总功的80%。结合刚才的数据和机械效率公式，动滑轮的机械效率如何计算?

(板书二、公式：， =80%表示有用功占总功80%)

生：用1J除以1.5J，计算结果为67%。

师：对于除不尽时，一般情况下，小数点后保留三位小数化为百分数时就是66.7%。刚才情况中，如果忽略绳重和摩擦，又该怎样计算机械效率?

生：用1J除以1.2，计算结果为83.3%。

师：看来在有用功一定时，额外功越小，动滑轮的机械效率越高。额外功由原先的两项变为一项，我们也不妨试着推导忽略绳重和摩擦情况下动滑轮机械效率公式：

(板书三、忽略绳重和摩擦： )

通过这个公式，我们很容易计算出机械效率的高低，然而使用时还需克服摩擦力做功，这个功并未涉及，看来还需寻找一个量，它的数值要比Gh+G动h大，这样就能反映出实际情况下总功的大小，让我们一起再探动滑轮!实验中除了要测出G、G动、h之外，利用弹簧测力计以及刻度尺又可以测哪些物理量?

生：可以测出拉力F及绳头自由端移动的距离s。

师：F和s的乘积是哪一个力做的功?

生：拉力做的功。

师：实验中拉力F、钩码重力G用弹簧测力计测量，钩码上升的高度h及绳头移动距离s用刻度尺测量，大家听好了么?各小组一起动手做实验，完成后将数据填入表格中，比比看， Fs是否大于Gh+G动h。

(学生实验，教师巡视，指点释疑，实验完毕后利用实物投影展示学生实验数据)

钩码的重力G/N 1.5

钩码上升的高度h/m 0.1

有用功 /J

0.15

动滑轮重力 /N

0.3

动滑轮上升高度h/m 0.1

克服动滑轮重力做功 h/J

0.03

拉力F/N 1.0

绳头自由端移动距离s/m 0.2

+ h/J

0.18

( )Fs/J 0.2

师：根据数据，Fs是否大于 + h?

生：大于。

师：多出了多少?

生：多出了0.02J。

师：这0.02J是克服什么力做的功?

生：克服绳重和摩擦力做功。

师：很好，现在额外功都找齐了，加上原先的有用功就是总功，我们一起给Fs起一个好听的名字吧，应该叫什么?

生：总功。

师：太棒了，请将名称写在表格中括号里。Fs即为使用动滑轮时的总功，如果在动滑轮的基础上再加一个定滑轮就变成了一定一动的滑轮组，定滑轮只起到改变力的方向作用，Fs仍然是此滑轮组的总功，对于其他的滑轮组我们也可用 Fs计算总功。现在我们将机械效率公式完善一下：

(板书四：考虑绳重和摩擦、 )

4.课堂当堂反馈

这个公式不仅适用于有绳重和摩擦情况同时也适用于无绳重和摩擦情况，下面我们通过习题一起来巩固一下：(学案展示，学生上黑板操练，教师给予相应点评)

如图4所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，桶重10N，拉力为100N，绳重和摩擦均不计，动滑轮的重力为多大?拉力所做的总功是多少J，此时该装置的机械效率是多少?

解：s=2h=2×2m=4m

=Fs=100N×4m=400J = h=184N×2m=368J

答：动滑轮的重力为6N,总功为368J，机械效率为92%。

如图5所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：(1)拉力所做的有用功;(2)拉力所做的总功(3)该滑轮组的机械效率。

解：s=2h=2×2m=4m

=Gh=120N×2m=240J =Fs=80N×4m=320J

答：有用功为总功为240J，总功为320J，机械效率为75%。

5.总结

这节课我们学习了机械效率，机械效率本是一个抽象难懂的概念，庆幸地是我们从实验中探寻突破口，逐层深入揭开了它迷人的面纱。由于任何机械的机械效率不可能为100%，所以人们需不断改良机械以提高机械的机械效率，我相信各位长大后也能积极投身于机械的生产、制造中去，创造出更多机械效率更高的机械，为我们伟大的祖国服务!

[机械效率教案]