蘇科版9年級物理上冊第十一章11.5機(jī)械效率 學(xué)案

一、教學(xué)內(nèi)容1.了解機(jī)械效率的概念，理解機(jī)械效率的計算方法。2.掌握有用功、額外功、總功的概念，并能夠區(qū)分它們。3.學(xué)習(xí)提高機(jī)械效率的方法，并能夠運用這些方法解決實際問題。二、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)生能夠理解機(jī)械效率的概念，掌握機(jī)械效率的計算方法。2.學(xué)生能夠區(qū)分有用功、額外功、總功，并能夠運用這些概念解決實際問題。3.學(xué)生能夠掌握提高機(jī)械效率的方法，并能夠在生活中運用這些方法。三、教學(xué)難點與重點重點：機(jī)械效率的概念，機(jī)械效率的計算方法。難點：有用功、額外功、總功的概念及區(qū)分，提高機(jī)械效率的方法。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：PPT，黑板，粉筆。學(xué)具：課本，練習(xí)冊，筆記本。五、教學(xué)過程1.實踐情景引入：通過一個生活中常見的例子，如使用斜面提升物體，引入機(jī)械效率的概念。2.理論知識講解：（1）講解有用功、額外功、總功的概念，并通過示例使學(xué)生能夠理解并區(qū)分它們。（2）講解機(jī)械效率的計算方法，并通過示例讓學(xué)生掌握如何計算機(jī)械效率。3.例題講解：通過幾個典型的例題，讓學(xué)生理解并掌握機(jī)械效率的計算方法，以及如何運用有用功、額外功、總功的概念解決實際問題。4.隨堂練習(xí)：讓學(xué)生運用所學(xué)知識解決一些實際問題，鞏固所學(xué)知識。5.提高機(jī)械效率的方法：講解如何提高機(jī)械效率，并通過實例讓學(xué)生理解這些方法如何在實際生活中運用。六、板書設(shè)計板書設(shè)計要清晰、簡潔，能夠突出本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括機(jī)械效率的計算公式，有用功、額外功、總功的概念，以及提高機(jī)械效率的方法。七、作業(yè)設(shè)計答案：機(jī)械效率=有用功/總功=20牛1米/(20牛2米)=0.5，所以機(jī)械效率為50%。答案：計算總功，總功=20牛2米=40?！っ住Ｈ缓笥嬎阌杏霉?，有用功=20牛2米=40?！っ住Ｋ詸C(jī)械效率=有用功/總功=40?！っ?40?！っ?1，機(jī)械效率為100%。八、課后反思及拓展延伸通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠理解并掌握機(jī)械效率的概念和計算方法，以及如何運用有用功、額外功、總功的概念解決實際問題。同時，學(xué)生也應(yīng)該能夠理解并掌握提高機(jī)械效率的方法，并能夠在生活中運用這些方法。在課后，學(xué)生可以通過查找相關(guān)的資料，了解機(jī)械效率在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，以及如何通過提高機(jī)械效率來提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。同時，學(xué)生也可以思考一下，除了提高機(jī)械效率，還有哪些方法可以提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。重點和難點解析在本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容中，有用功、額外功、總功的概念及區(qū)分，以及提高機(jī)械效率的方法是本節(jié)課的重點和難點。一、有用功、額外功、總功的概念及區(qū)分1.有用功：指的是克服物體阻力所做的功，它是有用的，能夠使物體發(fā)生位移，是實現(xiàn)機(jī)械目的所必須做的功。2.額外功：指的是除了有用功之外，為了實現(xiàn)機(jī)械目的而不得不額外做的功，它雖然不是直接實現(xiàn)機(jī)械目的的功，但是卻是不可避免的。3.總功：指的是有用功和額外功的總和，是完成整個機(jī)械過程所必須做的全部功。二、提高機(jī)械效率的方法1.減小額外功：額外功是影響機(jī)械效率的重要因素，減小額外功能夠有效提高機(jī)械效率。減小額外功的方法有：減小摩擦力，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械自重等。2.增大有用功：增大有用功可以使有用功在總功中所占的比例增大，從而提高機(jī)械效率。增大有用功的方法有：提高功率，延長工作時間，提高工作質(zhì)量等。3.合理配置機(jī)械：合理配置機(jī)械，使其在最佳工作狀態(tài)下運行，可以有效提高機(jī)械效率。例如：合理選擇滑輪組，使提升高度和提升速度達(dá)到最佳匹配。三、重點和難點的解析1.有用功、額外功、總功的概念及區(qū)分是本節(jié)課的重點和難點，原因在于：（1）這三個概念是理解機(jī)械效率的基礎(chǔ)，學(xué)生必須清晰地理解這三個概念，才能夠正確地計算機(jī)械效率，并運用機(jī)械效率解決實際問題。（2）這三個概念之間的區(qū)分具有一定的復(fù)雜性，學(xué)生容易混淆。例如：有用功和額外功都是必須做的功，但是它們的目的和作用卻不同。有用功是為了實現(xiàn)機(jī)械目的而做的功，額外功是為了實現(xiàn)機(jī)械目的而不得不額外做的功。2.提高機(jī)械效率的方法是本節(jié)課的重點和難點，原因在于：（1）提高機(jī)械效率是實現(xiàn)節(jié)能減排，提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量的重要途徑。學(xué)生必須掌握提高機(jī)械效率的方法，才能夠在實際生產(chǎn)和生活中運用這些方法，實現(xiàn)節(jié)能減排，提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。（2）提高機(jī)械效率的方法涉及到許多物理學(xué)原理和技術(shù)，學(xué)生必須深入理解這些原理和技術(shù)，才能夠在實際生產(chǎn)和生活中運用這些方法。例如：減小摩擦力，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械自重等，這些方法都需要學(xué)生深入理解物理學(xué)原理和技術(shù)。繼續(xù)四、深入解析有用功、額外功、總功的概念及區(qū)分為了更好地理解這三個概念，我們可以通過一個具體的實例來進(jìn)行解析：假設(shè)我們使用一個斜面提升一個物體，斜面高1米，長2米，物體重20牛。在這個過程中，我們來分析一下有用功、額外功、總功。1.有用功：物體提升1米的高度，需要克服重力所做的功。重力做功的計算公式為：功=力×距離×cosθ。在這個例子中，重力是作用在物體上的力，物體提升的高度是力的作用距離，重力與提升方向的夾角為90度，所以cosθ=0。因此，重力做的功為0。而有用功就是物體提升過程中，克服重力所做的功，即有用功=20牛×1米=20?！っ?。2.額外功：在物體提升的過程中，除了克服重力之外，還需要克服摩擦力所做的功。假設(shè)摩擦力為10牛，物體在斜面上移動的距離為2米，所以摩擦力做的功為額外功=10?！?米=20?！っ?。3.總功：總功是有用功和額外功的總和，即總功=有用功+額外功=20?！っ?20牛·米=40?！っ?。通過這個實例，我們可以清晰地看到有用功、額外功、總功的計算和區(qū)分。有用功是實現(xiàn)機(jī)械目的所必須做的功，額外功是為了實現(xiàn)機(jī)械目的而不得不額外做的功，總功是完成整個機(jī)械過程所必須做的全部功。五、提高機(jī)械效率的方法的深入解析提高機(jī)械效率的方法有很多，下面我們來深入解析一下減小額外功和增大有用功的方法。1.減小額外功：減小額外功的方法有：（1）減小摩擦力：摩擦力是導(dǎo)致額外功的主要原因之一。減小摩擦力的方法有：使用潤滑劑，使接觸面光滑；減小接觸面之間的壓力；使接觸面分離，如使用滾動代替滑動。（2）優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)：通過優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以減小額外功。例如：使用輕質(zhì)材料，減少機(jī)械自重；設(shè)計合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減小機(jī)械部件之間的間隙；使用高效的傳動裝置，減小能量損失。2.增大有用功：增大有用功的方法有：（1）提高功率：提高功率可以增大有用功。例如：使用高效率的電機(jī)，提高電機(jī)的輸出功率；提高燃料的燃燒效率，增大發(fā)動機(jī)的輸出功率。（2）延長工作時間：延長工作時間可以增大