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五、机械效率（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 课时数 教师
课题 五、机械效率（教学设计）
1．通过实验探究，知道有用功、额外功和总功的概念及它们之间的关系。
2．知道机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。
教学 3．能设计实验，测量简单机械的机械效率，知道简单机械的机械效率与哪些因素有
目标 关。
4．了解一些常用机械的机械效率；了解提高机械效率的意义和途径；
5．了解斜面及其应用。
前四节学生已经学习了功、功率及简单机械特点的定性定量描述，具备了“功”的概
念及计算能力。本节课在此基础上，通过实验探究引出“有用功、额外功、总功”和“机
教材
械效率”概念，并进一步分析斜面、滑轮组等机械效率的影响因素及提高方法。本节内容
分析
是连接“功—能”与“机械能及其转化”的关键纽带，也是高中阶段首次用比值来描述机
械做功性能的重要物理量，对后续能量守恒和效率问题的学习具有承前启后的作用。
1．指出有用功、额外功、总功；
教学
2．机械效率及其计算；机械效率的影响因素；
重点
3．斜面及其综合应用。
教学 1．滑轮组、机械效率的综合应用
难点 2．斜面、机械效率的综合应用；
3．机械效率与图像问题综合等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
思考做功多
少和能量利
用效率的关
系
机械工作的过程中，是否做的功越多，能量利用的效率也越高呢？学习新课 一、有用功、额外功、总功
1．再探动滑轮
【思考与讨论】用动滑轮把木料拉上三楼时，手拉绳所做的功与动滑轮对木料做
的功相等吗?
不相等。动滑轮对木料做功：将钩码提升一定的高度。手拉绳所做功：①将钩码
提升一定的高度；②克服摩擦力做功；③克服动滑轮所受的重力做功。所以手拉绳所
做功除了包含动滑轮对木料做功外，还包含了以上②、③。
【实验步骤】
1．如图所示，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉绳的一端，使挂在动滑轮下面的
钩码缓缓上升。测量绳受到的拉力F 、绳端移动的距离s 、钩码所受的重力G和钩
码上升的高度h。
经历探究动
2．改变钩码的数量，重复上述步骤。
滑轮做功的
3．将实验数据填入自己设计的表格中。
过程
4．分别计算手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功。比较两者的大小，你有什么
发现?请说明其中的原因。
【实验表格】
钩码所受 钩码上升 绳受到 绳端移动
动滑轮对钩码做 手拉绳做的
的重力 的高度 的拉力 的距离
的功W=Gh/J 功W=Fs /J
G/N h/m F/N s/m 1 2
①
②
③
【实验结论】手拉绳做的功总大于动滑轮对钩码做的功；
原因：手拉绳所做功除了包含动滑轮对钩码做的功外，还包含了克服摩擦力做
功，克服动滑轮所受的重力做功。
2．定义
在上面的活动中，将钩码提升一定的高度是我们的目的，所做的功叫作有用功，
记为W 。我们在使用动滑轮提升重物时，除需克服摩擦力做功外，还要克服动滑轮
有用
所受的重力做功，这两部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它叫作额外功，记为W 。手拉绳所做的功叫作总功，记为W 。总功等于有用功与额外功 区分有用
额外 总
之和，即 功、额外
W =W +W 功、总功，
总 有用 额外
并知道三者
【举例】
的关系
有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。
（2）额外功：克服机械自重和摩擦力所做的无用功，但又不得不做。
（3）总功：动力对机械所做的功
学习新课 二、机械效率
实际情况下，使用任何机械都不可避免地要做一些额外功，有用功只是总功的一
部分，有用功在总功中所占比例越大，也就是机械工作的效率越高。
知道机械效
1．机械效率
率的概念和
（1）定义：有用功与总功的比叫作机械效率。
公式
W
（2）公式：η= 有用 ×100%
W
总
（3）意义：表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要
指标。
（4）使用机械时，由于额外功的存在，总有W G ，则一定有η < η B ．若G < G ，则一定有F < F
1 2 1 2 1 2 1 2C ．若F > F ，则一定有η > η D ．若F < F ，则一定有η < η
1 2 1 2 1 2 1 2
五、机械效率
一、有用功、额外功、总功
1．再探动滑轮：手拉绳做的功大于动滑轮对钩码做的功
2．（1）有用功：对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。
（2）额外功：克服机械自重和摩擦力所做的无用功，但又不得不做。
（3）总功：动力对机械所做的功
二、机械效率
1．概念：有用功与总功的比叫作机械效率
W
板
2．公式：η= 有用×100%
W
书 总
3．使用机械时，由于额外功的存在，总有W
