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1、五．探究―使用機械能省功嗎？
一、教具
滑輪、鉤碼、線、彈簧秤、鐵架臺、刻度尺．
二、教學(xué)過程
一、引入新課
1．提問：功的原理是什么？
2．演示（按圖1裝置）并提問．
用圖1的滑輪來提升重5N的物體，理論上在細繩端需要加多大的拉力？要求一名學(xué)生板演，（省一半力，應(yīng)為2.5N）
問：實際上Ｆ＝2.5Ｎ行不行，為什么？
問：怎樣能知道Ｆ實際是多大？（實驗測量——實踐是檢查真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)）（肯定實際上Ｆ>2.5Ｎ）
問：實際使用動滑輪提升重物時，人所做的功與直接提升重物所做的功相比較，大小如何？這與功的原理是否矛盾？（不矛盾，功的原理
2、說使用機械不省功）
問：我們希望上述兩個功越接近越好還是差距越大越好？（引入新課）
二、進行新課
1．有用功、額外功和總功
?。?）演示實驗：用彈簧秤勻速拉動繩端，使重物G升高．從彈簧秤讀出拉力F的值，用刻度尺測出重物提升的高度h和彈簧秤移動的距離s．以下邊講邊板書：
“實驗數(shù)值G＝5N，h＝0.5m，F(xiàn)＝3N，s＝1m．
彈簧秤的拉力（動力）對動滑輪做的功：W２＝F·s＝3N×1m＝3J，
直接用手提高重物同樣的高度需要做的：W１＝G·h＝5N×0.5m＝2.5J”
?。?）提問：由實驗可以看到W２＞W(wǎng)１，這是為什么？
學(xué)生回答，教師總結(jié)：實
3、際上，我們用動滑輪等簡單機械提升重物時，由于要克服摩擦以及不得不把動滑輪一起提升，這時我們用的力（動力）就比重物重力的一半還要大（該實驗中，理想情況下拉力是2.5N，而實際的拉力是3N）．做的功要比直接提升重物所做的功大一些（該實驗中，直接提升重物所做的功是2.5J，而實際動力對滑輪做的功是3J）．
?。?）總結(jié)并邊講邊板書
①在用動滑輪提高重物的實驗中，用來提高物體的功對我們是有用的，是必須做的．
板書：“1．有用功（W有用）：利用機械工作時對人們有用的功叫有用功”（注意，本節(jié)標(biāo)題暫不出）
問：本實驗中的有用功是多少？答：W有用＝G·h＝5N×0.5m＝2.5J．
4、 ②本實驗中，用來克服摩擦及把動滑輪和繩子提升做的功對我們沒有用，但又不得不做的功，這種功叫額外功．使用任何實際機械做額外功是不可避免的．
板書:“2．額外功（W額外）：對人們沒有用，但又不得不做的功叫做額外功”
?、塾杏霉宇~外功是動力對機械總共做的功，叫總功．
板書：“3．總功（W總）：有用功與額外功的總和叫總功”
問：本實驗中總功W總＝？
答：W總＝F·s＝F·2h＝3N×1m＝3J．
問：本實驗中做的額外功是多少？
答：W額外＝W總－W有用＝3J－2.5J＝0.5J．
2．機械效率
問：根據(jù)以上實驗，你能算出有用功在總功中占的百分比嗎
5、？
學(xué)生演算，答出計算過程和結(jié)果．
答：83.3％．
教師小結(jié)并板書：“4．機械效率：有用功跟總功的比值叫機械效率”
板書：補寫本節(jié)標(biāo)題：“三、機械效率”
有用功總小于總功，所以機械效率總小于1”
教師指出：表示機械效率的字母的讀音．機械效率一般用百分數(shù)表示，沒有單位．
問：某起重機的機械效率是70%，它表示什么意思？
答：使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是70%，也可以說有用功在總功中占有70%，另30％做的是額外功．
3．提高機械效率的意義及方法舉例
閱讀課本提高機械效率一段，小結(jié)要點，指出采取減小額外功所占比重是提高
6、機械效率的有效方法．
三、鞏固練習(xí)
例題：用圖2所示滑輪組把重600N的貨物勻速提高2m，所用的拉力是375N，求總功、有用功和這個滑輪組的機械效率．
要求學(xué)生板演，教師講評．
教師小結(jié)：解答這類問題首先要認真審題，弄清已知條件．其次要注意，用滑輪組提起貨物的高度與人把繩子末端拉下的距離之間的關(guān)系．還要分清總功和有用功．總功是人利用滑輪組提升貨物時總共做的功，也就是人拉繩子的力做的功（或說動力對滑輪組做的功），即如果不用機械直接把重物提升相同高度所做的功．計算時，功（W總）＝拉力（F）×繩端所通過的距離（s）．有用功是指滑輪組克服貨物所受重力豎直升高所做的功，計算時，有用功（W有用）＝F·s．因為貨物勻速上升，所以滑輪組對貨物拉力的大小等于貨物重，即F＝G．貨物提升的高度s用字母h表示（要與動力通過的距離s加以區(qū)分）．所以，有用功（W有用）＝貨物重（G）×貨物提升的高度（h）．
應(yīng)該指出，在涉及機械效率問題時，功的原理也是適用的．使用機械時仍不省功，而且還要不可避免地做額外功．
物理：北師大版九年級 探究——使用機械能省功嗎（教案）2
