文档介绍：word
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机械功的原理及机械效率
（一）教材分析：
有关“机械功的原理及机械效率”这一知识点，《物理课程标准》并没有明确的要求，新教材（科技出版）把它编入教材大概是出于这样的考虑：其一，在《物理论
师：通过实验探究，你们是否已找到了问题的答案，下面开始分组汇报交流。
实验小组1：我们通过多次测量和计算得出的结论是，使用滑轮可以省力，但并不省功，相反，使用了滑轮要比不使用滑轮直接提升物体要费功。即总功W总总大于有用功W有。
实验小组2：虽然我们和1组采用了不同的机械，但实验结果却是一样的。即沿斜面拉动物块所做的总功总大于有用功，我们的结论也是使用机械并不省功。
师：虽然大家采用的机械不同，但得到的结论都相同，说明这一结论具有共性，它适用于任何机械。我们在物理学中把这一规律称为“机械功的原理”，大家想一想，这一原理的容该怎样叙述呢？
生：使用任何机械都不省功。
师：很好！他使用自己的语言描述了功的原理。那么，这里的不省功应该怎样理解呢？
生：是费功的意思。从实验数据分析可以看出W总总大于有用功W有：
师：噢，有道理。请同学们再想一想为什么我们使用机械总要费功呢？费在哪里？
生甲（思而后答）：比如采用滑轮这种机械做功，我们在把物体提升的同时把滑轮也提了起来，对滑轮做的这一部分功是额外的，是我们不愿但又无法避免的。
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生乙（补充）:还有绳子自身有重力，绳子与滑轮间有摩擦也使得我们不得不做了一些额外功。
生丙（受到了启发）：在使用斜面时，同样也不可避免地要克服物块与斜面间的摩擦力做额外功。
师：同学们的分析很到位，那么，能否设法减少额外功呢？
生：能，尽可能地减轻滑轮自重，同时尽可能减小绳与滑轮间及物块与斜面间的摩擦。
师：很好，由此我们进行科学的推想，对理想机械则有总功等于有用功。大家再回答老师刚才提出的问题，“不省功”的确切含义应该是什么呢？
生：应该为两层含义：对于实际机械：W总>W有 ； 对于理想机械：W总＝W有
师：至此同学们对机械做功的原理认识已经很全面了。动力对机械所做的功（又称输入功），也就是总功；机械克服阻力所做的功，既包括克服有用阻力所做的有用功（又称输出功，如克服被提物体所受的重力做的功），也包括克服额外阻力所做的额外功（又称损失功，如克服机械自身所受重力和各种摩擦阻力做的功）
机械功的原理的表达式为：
W总=W动=W阻=W有＋W额外
也可以写成： W输入=W输出＋W损失
师：请同学们用功的原理写出图4中情景所示的关系，请分实际机械和理想机械两种情况讨论。
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适时地将所学原理应用于具体的情景中，有助于学生深化对原理的理解。
生： 若为理想机械则有： Fl=mgh
若为实际机械则有 Fl=mgh+wf
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4．拓展讨论
师：使用任何实际中的机械都要费功，而人类生产、生活又离不了机械，在机械的使用中过程中尽可能提高机械效率就显得尤为重要。请同学们想一想，在你们刚才的实验探究过程中，怎样进一步提高机械的效率。请大家充分讨论并进行猜想，影响滑轮组机械效率的因素可能有哪些？
小组1：要想提高机械的效率，就要尽可能减少额外功。我们猜想滑轮组的效率可能与绕线方式（这影响着滑轮与绳子之间摩擦力做功的多少）、被提升物体的重力等因素有关。我们打算用两种绕线方式来探究这个问题。如图5中的甲和乙所示:
经过实验，他们得到了下表中的实验数据。
实验序号
绕线方式
物重G/N
升高h/m
拉力F/N
移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η
1
甲
5
%
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2
甲
5
1
%
3
甲
10
1
%
4
乙
5
%
5
乙
10
6
2
%
师：很好，请你们分析实验所得数据，综合分析一下，滑轮组的效率与哪些因素有关。
小组1：通过对实验数据的处理分析，我们可以得出的结论是：被提升物体越重，承重绳子段数越少（摩擦越小）滑轮组的效率越高。
师：相信其它组同学也有较好的实验方案，请你们对1组设计的实验方案进行评价。
生：1组同学采用控制变量法来研究滑轮组的效率，使诸多影响因素一一呈现出来，这是值得借鉴之处，但遗憾的是，他们的探究中没有体现机械效率与滑轮自重的关系。如果能再改变滑轮自重进行控制探