第3节 比热容 教学设计 教案

第一篇：第3节 比热容 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1、了解比热容的概念。

2、会查比热容表。

2.教学重点/难点

探究比热容的概念。

3.教学用具 4.标签

教学过程

一、新课引入

师：大屏幕投影一幅漫画：炎热夏天的傍晚，有两个小胖子在海边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？

（说明：创设物理情景，以激发学生的学习兴趣。）让学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点。生（甲）：在岸上散步凉爽，因为沙石温度低。生（乙）：划船到海中更凉爽，因为水温较低。生（丙）：一样凉爽，因为气温是一样的。

师：同学们有这么多猜想，到底谁的想法正确呢？学习本节知识后你自然会明白。（板书课题：

三、比热容）

（说明：制造问题悬念，诱发学生强烈的探索欲望。）

二、进行新课 师：同学们在生活中一定烧过水，一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开？ 生（齐）：半壶水容易烧开。

师：将一壶水烧开与烧热，哪个需要时间长？ 生（齐）：一壶水烧开需要时间长。

师（继续提出问题）：烧水时，水吸收的热量可能与哪些因素有关？有什么关系？请同学们猜想一下。

（说明：提出问题，让学生猜想并讨论，培养学生的发散思维。）生（甲）：与水的质量有关，水的质量越大吸收热量越多。生（乙）：与水温升高多少有关，水温升高越多吸收热量越多。

生（丙）：与水的质量、水温升高多少都有关，质量越大、水温升高越多吸收热量越多。

（说明：教师引导学生互相交流、反驳，对回答不完善的地方可补充完善，共同讨论、归纳、得出结论。）

在学生讨论回答的基础上，教师板书结论。

师（继续提出问题）：对于不同的物质，例如，水、沙子、煤油，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？

（说明：学生思考，小组讨论并回答，以求思维的多样性。）

生（甲）：吸收热量不相同，夏天到海边洗澡时，会感觉沙子烫脚，而海水却比较凉；水吸收的热量多，说明水的吸热本领大。

生（乙）：吸收热量相同，因为它们受同样的太阳光照射。

师（总结说明）：吸收热量多少、或温度变化多少，都反映了物质吸热能力的大小。怎样比较不同物质的吸热能力？请同学们参看桌上的实验器材，边讨论边合作设计实验方案。

让学生分小组合作讨论并设计方案。（说明：教师要加入学生的探究设计环节，倾听学生的思路，并适时加以点拨，培养学生的创新思维和创新意识。）

教师让学生进行实物投影展示设计方案，并让学生口头表述自己的设计思路。生（甲）：用相同质量的水和沙子，加热相同时间，比较它们温度升高的多少。温度升高越小，说明吸热能力越强。

生（乙）：用相同质量的水和煤油，温度升高相同时，比较它们加热时间的长短。加热时间越长，说明吸热能力越强。

（说明：高效率的交流，使学生从别人的方案中得到有益的启发，认识到交流与合作的重要性。）

教师将实验设计中相同或相似方案的学生重新分组。

（说明：重新分组后，学生有了归属感、荣誉感。以小组为单位，通力合作，取长补短，形成合作、竞争的学习气氛。）

教师在学生进行实验之前，应把实验中可能遇到的问题先提出来讨论，有助于实验的顺利完成。

设置问题：1.怎样获得质量相同的水和沙子？（或水和煤油）2.怎样测出它们的温度？

3.怎样确定它们吸收了相同的热量？ 学生思考、讨论，并逐一回答。

师：请做完实验的同学将数据填到黑板上的表格中。学生进行实验，填表：表1质量相同、加热时间相同时：

（说明：取得学生大量的数据，便于总结结论。）师：请同学们从这些数据中，总结出不同物质的吸热能力。学生自由讨论，并归纳结论。

（说明：此环节中学生的主动性得到充分发挥，能力在争辩中得到提高。）师：怎样表示各种物质在这种性质的差异呢？物理学中引入了比热容这个物理量。（板书：比热容概念）

师：不同物质的比热容不同，比热容是物质的一种属性。请同学们了解“几种物质的比热容”（屏幕投影）。

几种物质的比热容

师生共同分析：从表中我们了解到，水的比热容最大，说明水的吸热能力最强。水的比热容是沙石的4.5倍，因此，白天在同样阳光照射下，水的温度变化比沙石小得多。这是沿海气温温差较小的原因。夜晚，水和沙石同样放热，水温比沙石温度高，因此，晚上在岸上散步更凉爽。

（说明：学生终于明白小胖子（乙）的想法是正确的，真正体验从生活走向物理，从物理走向生活的认知态度，达到学以致用的目的。）

教师设置问题，让学生讨论解决。

问题：1.在日常生活中，哪些地方利用了水的这一属性？2．在自然现象中，有哪些现象可用水的这一属性解释？（说明：给学生充分的讨论时间后回答，将物理知识与生活、生产相联系，体现物理是有用的。）

生（甲）：冬天暖气用水做“热源”，因水储藏的热多。生（乙）：司机师傅用水做“冷却剂”冷却汽车发动机。生（丙）：夏天到海滨去避暑。因海滨比内陆凉爽。

（说明：同学们的讨论热情非常高涨，有初步的信息交流能力，有将自己的见解公开与他人交流的愿望，敢于提出与别人不同的见解。）

教师不失时机地对学生精彩举例加以鼓励。师：请同学们完成下列巩固练习。（出示反馈练习）

1.为比较不同物质的_____能力，引入了比热。水的比热是_____。2.判断：一桶水的比热比一杯水的大。（）

3.铝的比热是0.88×l03J?(kg?℃）-1，这说明1kg的铝_____。

师：请同学们思考，2kg铝温度从30℃加热到100℃，怎样计算铝块吸收的热量？（屏幕显示）

学生小组合作讨论，做出解答。

师生共同分析归纳，总结出热量计算公式：Q=cmΔt 出示反馈练习二：

1.质量为2kg的水，温度升高50℃吸收的热量是多少？ 2.质量为5kg的热水，从100℃降到80℃放出的热量是多少？ 学生计算并作答。

（说明：强化练习，加深对热量公式的理解，培养学生运用物理知识解决实际生活中问题的能力。）

师：请同学们阅读课本的“STS”，思考讨论： 1.为什么沿海气温不像内陆气温变化显著？ 2.热污染的主要来源包括哪些？

3.同学们作为21世纪的建设者，为保护我们共同的家园，提出你对热污染问题的解决设想。

（说明：此题为开放性题目，目的是唤起学生对社会热点问题的关注，发展学生的实践能力和开创意识）

课堂小结

师：同学们在本节课中都有哪些收获？ 生：讨论之后做知识小结。

师：本节课不仅仅要了解比热容的有关知识，更重要的是让同学们掌握科学探究的方法，培养学生探究问题的能力。

板书

第3节 比热容

（一）比热容

1．定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。符号c。

2．单位：焦每千克摄氏度，符号J·(kg·℃)－1 3．意义：比热容是物质的一种属性。4．应用：

（二）热量的计算 1．公式：Q＝cmΔt 2．应用：

第二篇：第3节 比热容 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。2.尝试用比热容解释简单的自然现象。3.会利用公式进行简单的吸放热计算。

2.教学重点/难点

重点：比较不同物质的吸热情况；热量计算；难点：比热容的理解。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

一、导入环节

（一）导入新课，板书课题

烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热的发烫，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一样。这是为什么呢？

（二）出示学习目标

课件展示学习目标，指导学生观看。

过渡语：了解了学习目标，请根据自学指导认真自学课本，时间约10分钟

二、先学环节

（一）出示自学指导

课件展示自学指导，请同学们带着下列问题看课本P11-14页内容，勾画知识点并记忆，可查资料但要独立完成： 1.阅读课本p“比热容”部分，阅读“比较不同物质吸热的情况”实验，知11道什么是比热容及其单位；知道比热容是物质的一种特性；明白水的比热容比较大及其应用。

2.阅读课本p“热量的计算”部分，学会利用公式进行简单吸放热的计算。14利用10分钟时间，比谁能正确完成检测题。学生自学教材（师巡视）

（二）自学检测反馈

要求：10分钟完成自学检测题，让4个小组的的同学到黑板前展示，书写成绩和题目成绩记入小组量化，要求书写认真、规范，第4小题要写出过程，下面同学交换学案，小组长组织成员用红笔将错误画出，准备更正。

1．不同物质，在质量相等，升高温度相同时，吸收的热量_______。2.比热容是指一定质量的某种物质，在温度升高时____________与他的______和___________的乘积之比。用符号_____表示，单位是_______________（__________）。

3.物体温度升高时吸收的热量用_______表示，物体的质量用_____表示，升高的温度用_______表示，则根据概念得出比热容的计算公式为_________________。

4.单位质量的某种物质，温度降低1℃放出的热量跟温度升高1℃吸收的热量_______。

5.比热容是物质的一种________，不同的物质比热容一般_________。6.质量相同的不同物质，当吸收和放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化_______。因此比热容______的物质对调节温度有很好的作用。

三、后教环节

（一）出示学习任务和指导 1.【比较不同物质吸热情况】

（1）你认为物质吸收热量的多少跟________、_________、___________有关系。

（2）本实验应采取的探究方法是________________。（3）说说你的探究方案。

（4）根据实验现象，可以得出什么结论？ 2.水的比热容是_____________，它的物理含义是____________________________________。思考：一桶水和一杯水的比热容相比较，有什么关系？

3.观察课本P12“一些物质的比热容表格”，你会发现什么？（1）________________________________________________________________________；

（2）________________________________________________________________________；

（3）________________________________________________________________________；

（4）________________________________________________________________________。

4.水的比热容比较大，在生活中有什么应用？

（二）预设生成和点拨

四、训练环节

过渡语：请同学们合上课本，完成学案上当堂检测题。10分钟完成。

（一）学生练习，教师巡视。

1.比热容是物质的一种属性，每种物质都有它的比热容，它的大小只跟物质的________和_______有关，与物体的_____________________________无关。

2.砂石的比热容为0.92×103J/(kg·℃)读作________________________________。若某个103J/(kg·铜球的比热容为0.39×℃)，则半个铜球的比热容为____________。

3.一太阳能热水器水箱内装有质量为80kg的水，经太阳晒2h后，温度从20℃升高到50℃所吸收的热量是__________J，这是用__________的方式增加了水的内能．

4.关于比热容，下列说法正确的是（）

A．温度越高，比热容越大 B．物质放热越多，比热容越大 C．物质的质量越大，比热容越小 D．物质的比热容与质量和温度无关 5.下列各种情况下比热会发生变化的是（）A．一杯水倒去一半 B．水凝结成冰

C．一块铁加工成铁屑 D．15℃的水变成45℃的水 6．以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（）

A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B．生活中往往用热水取暖 C．夏天洒水降温 D．滩涂湿地温差小.热水瓶内有1.5千克水，如果它的温度从100°C下降到30°C，可放出多少热量？若这些热量全部用来做功，可以做多少功？

（师用利用多种方式统一展示答案）

（二）学生展示，反馈矫正。

（调查学情，统计疑难问题，先让其他小组补充矫正，教师更正或点拨）

板书

13.3 比热容

一、比热容

1．定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与他的质量和升高的温度的乘积之比。用符号c表示，单位是焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）。

2．比热容是物质的一种特性。3.c水=4.2×103J/(kg·℃)

二、热量的计算 1．概念公式：

2．变形公式：

第三篇：第3节《比热容》教学设计

教学实施建议

教学过程设计

本节教学分为三个板块：（1）实验探究物体吸收或放出热量的多少与哪些因素有关；（2）认识比热容这一物质的重要特性；（3）利用比热容概念计算物体吸收或放出的热量。

1.实验探究设计

物体吸收或放出热量导致温度变化的过程，实质上是热传递或内能转移的过程，涉及的相关因素较多。为了降低探究难度，可以首先探究物体的吸热能力。宜参考教科书的做法，借助学生熟悉的烧水经验，先讨论交流同种物质（水）吸收热量的多少与哪些因素有关。然后引导学生实验探究比较不同物体的吸热能力。

教师应首先提出讨论问题：烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的热量多？把一壶水烧开和烧成温水，哪个需要的热量多？

学生将提出各种猜想与假设，可以引导学生利用自己的生活经验支持自己的猜想，也可以用学过的知识推测自己的猜想，还可以通过实验来检验自己的猜想。最终，汇总学生的观点，应得到以下结论：水的质量越大，温度升高的越多，吸收的热量越多。而且，此结论可推广到其他物质（如煤油、沙子等）。

在此基础上，教师可以进一步提出探究问题：不同种类的物体在质量相等、温度变化也相同时，吸收的热量是不是一样多呢？为了比较两种不同物质吸收热量的多少，利用什么办法更好？怎样比较？

通过学生的讨论交流，教师加以引导，应达成一定探究方案，如：

各小组任选两种不同物质（例如水、酒精、煤油、沙子等）。用相同的酒精灯加热相同的时间，比较二者所升高的温度。考虑到容器吸热及向外界散热的影响，被加热容器应该相同（例如用自制的相同的易拉罐金属盒）。在考虑多种因素的影响（物质种类、质量、温度变化等）时，要将控制变量意识具体落实到设计方案中。

也可以采取以下备选方案：

①取同种物质（水或沙子），质量不同，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量； ②取不同物质（水和沙子），质量相同，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量。在确定探究方案之后，需要求学生明了以下问题：

①为保证被加热物质质量相同或不同，需要准备什么实验器材？（天平称量质量、滴管微调）

②如何保证被加热物质升高相同的温度或比较它们升高的温度？需要准备什么实验器材？（温度计）

③如何保证它们吸收相同的热量或比较他们吸收热量的多少？（相同的加热器：同一酒精灯、同一加热金属板、同一规格的“热得快”、在相同时间内放出的热量相等。可用加热时间的长短反映吸收热量的多少。）

教科书选用在两个相同的金属盒内，分别加入质量相等的水和沙子，同时放在用同一酒精灯加热的金属板上，比较沙子和水的吸热情况，设备简单，易于随堂进行，可考虑优先选用。若以“热得快”为加热器，则宜选用水、酒精、煤油等液体，且量宜大。在实验操作之前，还要求学生明确： 你设计的实验研究的是物体吸收热量与哪个因素的关系？你将采用什么物理方法实现，需要什么实验器材？实验时应注意观察什么现象？并由此设计出实验的记录表格。

在探究前的准备工作就绪之后，学生可以分组进行实验操作(各小组宜在交流的基础上适当分工探究物体吸收热量与各种因素的关系)并记录观察结果。由于影响探究实验的因素较多，实验误差可能较大，教学中要求认真记录实验原始数据，并引导学生进行必要的交流、评价。

在完成实验之后，通过各组之间的交流与总结，得出以下实验结论：

物体吸收热量的多少与物体的质量有关；物体吸收热量的多少与物体升高的温度有关；物体吸收热量的多少与它是什么物质有关。

2.教师在总结实验探究过程的基础上引入“比热容”概念，并分析其意义

既然物体吸收热量的多少与物质的质量、升高的温度及它是什么物质有关，要比较不同物体的吸热本领，就要在质量相同、温度升高也相同的条件下比较。大家约定：取单位质量（1 kg）的物质、温度升高1℃吸收的热量的多少来比较不同物质的吸热能力，并命名为“比热容”。比热容大，就意味着物质的吸热本领大。1 kg的某种物质温度降低1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等，因此用比热容同样可以描述物质的放热本领。比热容大，物质的放热本领也大。

比热容反映了物质吸收与放出热量的能力，它是物质的一种重要特性。这种特性不仅广泛应用于生产、生活，而且对我们理解大自然、预测气候变化十分有益。不同物质通常具有不同的比热容。教师应在引入比热容概念之后，可进一步引导学生认识典型物质的比热容。尤其应认识水的比热容特点（c水≈5c干泥土）。要充分利用教科书所给的比热容表，组织学生观察

分析，发现其中的特点和规律，如：

①不同物质的比热容一般不同，同一物质的比热容一般不随质量、形状、温度而变化。②水和冰属于同种物质，但比热容不同，说明同种物质在不同状态时比热容不同。③水的比热容较大，是干泥土的5倍。

在引导学生比较各种物质比热容大小的基础上，讨论它们在生活、生产、自然界起到了什么作用？必要时教师可适当提示。例如：利用水的比热容大的特点，理解生活、生产中广泛利用水作冷却剂或取暖介质（水暖,早春培育秧苗，汽车散热水箱，发电厂冷却塔„„）；比较沿海地区和内陆地区的每日温差或全年温差的不同，海陆风与陆海风形成的原因等。

在引出并讨论了比热容概念之后，有必要介绍比热容的单位。

比热容的单位是初中阶段最为复杂的一个，它涉及质量、温度、热量三个单位的组合。为避免死记硬背，就要注意引导学生从比热容的物理意义上来把握复合单位的规律。可以类比密度、速度的单位，组合出比热容的单位。

气体的比热容情况更复杂，除了涉及上述物质种类、状态等因素之外，气体的比热容还与过程（如等压、等容、绝热过程）有关，详见参考资料。

3.吸收或放出热量的计算

本教学板块的设计初衷仍是凸显并让学生认识比热容的物理意义，这就是为什么教科书采用算术法导出物体吸收热量和放出热量一般公式的原因。教学中不宜直接给出计算公式，也不宜引出热平衡方程，更不宜由此引出题海中的一些怪题。建立教学过程是：将本板块作为本节教学过程的小结，组织学生结合具体计算讨论本节教学开始时提出的问题、实验中的数据信息及生活、生产中的实例，使学生会利用比热容知识解释（含定量解释）相关现象。

可酌情增加一些练习题目：

① 两个大小相同、外观一样的铁球，一个是实心的，一个是空心的，怎样利用比热容知识将它们区别开来？

② 沙石的比热容（查表）是J／(kg·℃)，2 kg的沙子从80℃降温至40℃，放出的热量是J。这些热量可使500g的水从10℃升温到℃。

③ 据有关专家预测，我国目前在建的最大水电站——三峡水电站建成后，三峡库区的气温会受到一定的影响：夏天将比原来下降2℃左右，而冬天将比原来升高2℃左右。请你对产生这种影响的可能原因做出说明。

第四篇：第3节 机械效率 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.能结合实际实例认识什么是有用功、额外功和总功；

2.理解机械效率的概念，知道机械效率是小于1的，能用机械效率的公式进行简单的计算。

2.教学重点/难点

机械效率概念。

3.教学用具 4.标签

教学过程

一、导入新课

(一)、提出复习内容：

1.使用杠杆、滑轮各有什么好处？ 2.什么是功？功的计算公式？

（二）在复习的基础上提出问题：使用机械能够省力，能否省功呢？引入课题：本节课我就来研究这个问题，板书课题。

二、进行新课

（一）有用功、额外功、总功

在引入（使用机械能能否省功？）的基础上，演示实验。

进行实验： 实验1：用图甲所示的装置，用弹簧测力计将重为1N的钩码 匀速提升250px,读出弹簧测力计的示数并算出此时所做的功；

实验2：用图乙所示的装置，用动滑轮将同样的钩码缓慢的匀速提升相同的高度，读出弹簧测力计的示数并算出此时所做的功；

比较实验1和实验2计算结果，探究使用机械能能否省功？ 分析使用机械不但不省功，而且费功的原因：

注：此时老师反复演示用滑轮提升物体，给学生以暗示。在实验及分析的基础上，给出有用功、额外功、总功的概念。有用功：使用机械时，所做的对人们有用的功；

额外功：使用机械时，所做的对人们没有用但又不得不做的功； 总功：使用机械时，总共做的功。巩固练习：

1.用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？ 2.如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？

点拨：W总=W有+W额

在上面实验、计算及分析的基础上，引领学生总结有用功、总功的计算方法。点拨：公式W有=Gh中，G代表物体重力，h代表物体升高的高度； 公式W总=FS中，F代表施加在杠杆上的力，S代表该力移动的距离。

1、组织学生看书“机械效率”的概念及表达式。

（二）机械效率

1、概念：有用功跟总功的比值

2、表达式：

点拨：（1）“机械效率”的含义：机械效率反映的是有用功跟总功的比值的高低，而不是有用功或总功的大小。并举例说明: 如：起重机的机械效率为40℅，抽水机的机械效率为60℅.也就是说

1、起重机做功时有用功在总功中占有40%，另外的60％是额外功．抽水机做功时有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功.2、起重机的有用功占总功的比值小于抽水机的有用功占总功的比值；但是起重机做的有用功不一定比抽水机做的有用功少，而起重机做的总功不一定比抽水机做的总功多。

（2）机械效率总小于1且无单位。

（3）求解机械效率的思路：先求有用功：W有=Gh或W有=fS 再求总功：W总=FS；最后求机械效率：

（三）测滑轮组的机械效率

1、提出问题：要测如图所示滑轮组的机械效率，需要哪些器材？需要测哪些量？

2、组织学生检查器材是否齐全。

3、按照步骤进行实验：

（1）按照图示安装滑轮组，算出钩码的重力并记下钩码和弹簧测力计的位置。（2）匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S.（3）算出有用功W有，总功W总，机械效率，并填入表格。（4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验。实验表格：

注：学生实验过程中，将实验步骤及实验表格用大屏幕展示出来供学生参考。小结：根据实验数据小结同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的，随所提升重力的增大而升高。

（四）提高机械效率的方法

拓展:思考若用不同的滑轮组提升相同的重物，机械效率是否相同？且用实验验证。（用两定、两动的滑轮组提升与上面相同的重物）

板书

第3节 机械效率

一、有用功、额外功、总功

有用功：使用机械时，所做的对人们有用的功；

额外功：使用机械时，所做的对人们没有用但又不得不做的功； 总功：使用机械时，总共做的功

二、机械效率：有用功跟总功的比值

三、滑轮组的机械效率：

同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的，随所提升重力的增大而升高。不同的滑轮组提升相同的重物，机械效率是不同的。

第五篇：第3节 机械效率 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.1 知识与技能：

• 明确有用功、额外功、总功的概念 • 知道机械效率的意义 • 机械效率的公式及应用 • 测滑轮组的机械效率 测斜面的机械效率 1.2过程与方法：

①通过师生互动，让学生理解有用功、额外功、总功。理解功的计算公式，知道功的原理和概念。

②培养学生的观察能力。1.3 情感态度与价值观： ①培养学生严谨的科学态度 ②培养学生的科学世界观。

2.教学重点/难点

2.1 教学重点

有用功、总功、额外功的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率 2.2 教学难点

机械效率的计算和怎样提高机械效率

3.教学用具

多媒体设备

4.标签

教学过程

6.1 引入新课 【师】我国的许多农村都没有自来水，人们为了食用水，要从井中打水，在从井中提水上来的过程中，人们对哪些物体做了功？

【生】水桶、滑轮

【师】这些功都是人们希望做的吗？对谁做的功才是有用的呢？

【师】下面我们进行这样的一个实验来看看：

以动滑轮为例，比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。

设计方案：

需测量的物理量和使用工具： 【师】实验中需要注意哪些点？ 【生】

测拉力时，应匀速拉动弹簧秤。

还有绳自由端的拉力方向以竖直向上为宜，若方向向下，操作、读数均不方便。【师】接下来自己设计表格，进行多次实验，将实验数据填入表格。

得出结论：手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功是_______(等或不等)的。

结合我们课堂刚开始的提问，在上面的活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记作：W有用；在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：W额外；如果把手的拉力（即动力）对动滑轮做的功叫做总功，6.2 新知介绍

一、有用功、额外功、总功

【师】上面我们已经介绍了有用功和额外供的定义了。那么接下来，为了熟悉有用功、额外功和总共的概念，我们来看这样的案例。

案例：

小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？

如图所示的三种方法供参考：第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。

【师】请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。【生】经过讨论。第一种方法太不方便。第三种方法最好，因为它比第二种方法用的力小。提升相同高度做的功少。

有用功和额外功、总功

【师】结合用动滑轮提升沙子，请同学们观看提沙子过程的视频。思考： ①在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？ ②无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？ ③在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？ 【板书】 一般来说，有用功：机械对外所做的功

额外功：机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功 总功：动力对机械所做的功。总功等于有用功与额外功之和。

【师】前面实验中，正如各位同学所想的，第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少。

【师】现在大家讨论：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功一样吗？（手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗？）如果通过实验探究这个问题？

设计实验方案：用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

为了探究上述问题需要测量的物理量是：手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。

改变钩码的数量，重复上述测量。设计表格，将实验数据填入表中。

实验数据： 【师】

①手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？ ②哪一个做的功多一些？

③你认为产生这一现象的原因是什么？

分析实验误差，指出要使重物重一些，误差就会小一些。【生】回答问题： ①不相等 ②手拉绳做的功多

③有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮。

二、机械效率 【师】工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。

注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。【生】学生讨论： 1.机械效率有单位吗？

2．为什么机械效率没有大于1的？

3．用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？ 通过多媒体展示例题：

利用如图2所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。

求：总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。

【师】如何测量滑轮组的机械效率； 通过实验，探究机械效率的求法： 1．实验原理：

2．器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2m的细绳。3．步骤：

①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。

③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。

④算出有用功W有用、总功 W总功、机械效率η并填入表格。实验次数

【师】实验结论：

1．动滑轮重一定,物重越大，机械效率高。2．物重一定，动滑轮越重，机械效率低。讨论：如何提高滑轮组的机械效率？ 【生】得出：

提高滑轮组的机械效率的主要方法有：尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦

三、提高机械效率的方法

1、提高机械效率的意义：减少能耗，降低生产成本。

2、当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高.总之,提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.四、机械效率的测量

原理：

【师】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。

器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

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。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。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

五、机械效率与功率的区别

功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高。如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.课堂小结

课堂知识点总结：

有用功：定义：对人们有用的功。

计算公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 斜面：W有用=Gh 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 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= W有用／η 斜面：W总= fL+Gh=FL 机械效率

定义：有用功跟总功的比值。即η 物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好.提高机械效率方法：

1.额外功不变的情况下，增加有用功：增加物体的重。

2.有用功不变的情况下减少额外功：减少滑轮与绳子之间的摩擦。

课后习题

[1]课堂练习

1、下列说法正确的是（C）A、机械的功率越大，做功越多 B、机械的效率越高，做功越快 C、机械的功率越大，做功越快 D、有用功越多，机械的效率越高

2、关于功、功率、机械效率说法正确的是（C）A、功率越大，做功越快，机械效率越大 B、做功越少，功率越小，机械效率越小 C、功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 D、机械效率越大，表明它做的功越多

3、如图所示，一物重为G，从斜面的底端A，在拉力F作用下，匀速运动到顶端B，若重物受到斜面的摩擦力为f，斜面的机械效率η,则（C）

A.f=F,η=Gh/FL B.f=F-Gh/L,η=1-Gh/FL C.f=F-Gh/L,η=Gh/FL D.f=F, η=1-Gh/FL

4、某同学做滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物．若物重为120 N，每个动滑轮重20 N，摩擦及绳重不计．

（1）通过计算比较甲、乙两滑轮组的机械效率；

（2）若甲挂的重物为180 N，它的机械效率为多少？通过计算你发现什么规律？ 答案：机械效率为90%，同一滑轮组，所提重物越重，机械效率越高。

[2]作业布置

1、完成配套课后练习题

板书

第十二章简单机械 机械效率

1、有用功、额外功、总功 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 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 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= W有用／η 斜面：W总= fL+Gh=FL

2、机械效率

定义：有用功跟总功的比值。即η

物理意义机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好.3、提高机械效率的方法

提高机械效率的意义：减少能耗，降低生产成本。由η＝＝可知: A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高.总之,提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.4、机械效率的测量 原理：

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。器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

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。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。