《滑轮组机械效率》教学设计
物理四班 谢艾家
一、教学内容
本书节涉及八年级物理第九章第二节 沪科版八年级物理第九章第二节 《滑轮及其应用》与《机械效率》的内容。本节课重点讲解滑轮组的机械效率的计算。
“滑轮”是初中物理力学中比较重要的一种简单机械，它是在学生学习了杠杆后，对一些变形的杠杆的进一步认识，而且这部分内容也为教材后面的章节如功和功率的计算、机械效率的计算等做了铺垫。动滑轮与定滑轮组成的滑轮组的机械效率的计算是本节课的难点。
二、教学目标
⑴回顾有用功、额外功和总功的含义，和滑轮组中的有用功和额外功的计算，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。
过程与方法
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。情感态度与价值观
⑸通过学习\"效率\"的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。
三、重点和难点
分辨和计算滑轮组做功中的有用功和额外功。
四、教学过程 1．温故知新，引入新课
以前我们一起学习了杠杆这一种常用的简单机械，请大家一起回忆一下杠杆的种类以及各类杠杆的特点：
师：生活中一共有三种杠杆，是哪三种呢？生：分别是等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆。师：很好，而我们今天所研究的滑轮组中只有两种杠杆，动滑轮是省力杠杆：省力但费了距离。定滑轮等臂杠杆：既不省力也不省距离。
2.简单介绍，提出问题
思考：大家还记得什么地方会用到这滑轮组的连接方式？ 生：电梯的运行靠滑轮组
师：对，不仅仅如此，就连升降机，皮带传输都得靠滑轮组来完成。 上节课我们学习了机械效率的计算方法，公式是η=W有/W总*100%，然而在滑轮组中，哪些功是有用功，哪些功是无用功呢？现在，我们就将对滑轮组的机械效率进行深入探究。
3．举例分析
如图所示，人拉着绳子的一端，人的拉力为F=15N，物重G=2KG，当物体上升H=10M时，试求额外功与有用功。
师：首先，在滑轮组中有用功是什么，额外功是什么，我们需要弄清楚，那么中这种题型中，它们分别是什么呢? 给大家一个简单的解释，现代社会是讲求效率的社会，时时处处都要高效率。我们使用机械也要讲效率。从现在开始你是一个工人，你需要提升这个重物，显而易见，对你有用的功必定是克服重物所做的功。也就是说，有用功的计算是：W有=G*H=200J 而请大家再计算一个题目中的未知量----定滑轮的重量 师：计算出来等于多少呀？ 生：1 KG 师：很好，这就是定滑轮的重量，大家想一想，所谓的额外功和它有没有什么联系呢？
生：·······
师：大家请注意一下，定滑轮在整个过程中是不是也一样随着重物一起上升了？对，也就是说，咱们的拉力是对定滑轮做了功的，而这部分功就是额外功，你还是那个工人，定滑轮的上升对你的工作的没有直接效益的，因此我们把它定为额外功。W额=G’*H=100J 我们总结如下：
在滑轮组中：有用功（W有用）：克服物体的重力所做的功。
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。也可根
据做功的定义计算为人在末端的力的大小乘上绳末端移动的距离
有用功和额外功均是人定义的例如大家看一个例子，分别说出它的有用功和无用功：
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。）
至此，相信大家对滑轮组的做功有了比较清晰的认识，显然，求机械效率也已经显而易见了（η=W有/W总*100%=66%），接下来我再提出一个问题，同一个滑轮组的机械效率相同吗？ 为了验证，我们将重物的质量改为G=1KG进行计算，给大家2分钟的时间试着算一下。
两分钟以后···
相信大部分同学都有了答案，同一个滑轮组对不同的重物提升的机械效率是不同的。
我们可以看到η=GH/FS=(同除以H)G/nF=G/(G+G’)即G越大，机械效率越大。
4.课堂练习
用如图所示的滑轮组提起重100N的物体，提高了3m，拉力F是60N，那么该滑轮组做有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？额外功是多少？ [分析与解答] 使用滑轮组的目的是提升物体，所以滑轮组将重为100N的物体提高了3m所做功的功为有用功。作用在绳子自由端拉力做的功为总功。已知拉力大小为60N，自由端移动的距离s=2H=2×3m=6m， 有用功为：W有=GH100N*30M=300J总功为：W总=FS=60N*6m=360J
机械效率为：η=W有/W总*100%=300J/360J*100%=83.3% 额外功为：W额=W总-W有=360J-300J=60J
五、课堂小结
让我们共同来回顾这节书的内容，我们分别回顾了定滑轮和动滑轮的特点、使用方法以及它们在实际生活中的应用，还深入认识了滑轮组并总结出滑轮组的做功规律。但更重要的是，我们一起经历了一个完整探究的过程，从提出问题开始，我们一起分析题景，最后一起引导出探究结果，相信从这个过程中同学们受益匪浅。以后我们还要进行更多的科学探究，不断提高大家的学习能力
