11.3机械效率 教案 2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

中小学教育资源及组卷应用平台 11.3机械效率 教学设计 一、核心素养目标 1.物理观念：理解有用功、额外功和总功的概念及三者关系，明确机械效率的物理意义，知道机械效率是衡量机械性能的重要指标；掌握机械效率的计算公式，建立“实用成效与总消耗的比值”这一量化观念，了解机械效率总小于1的原因。 2.科学思维：通过对滑轮组、斜面等机械做功的分析，培养分类与归纳能力，区分有用功与额外功；在机械效率计算与探究中，学会控制变量法的应用，能结合机械特点分析提高效率的方法，提升逻辑推理能力。 3.科学探究：通过“探究滑轮组的机械效率”实验，经历提出问题、猜想假设、设计方案、实验操作、数据处理和分析论证的完整过程，掌握机械效率的测量方法，培养实验探究与误差分析能力。 4.科学态度与社会责任：结合机械效率在生产、生活中的应用（如起重机、洗衣机、农业机械等），认识提高机械效率的实用价值；通过实验与分析培养严谨求实的科学态度，树立节能降耗的意识，体会物理知识对优化生产生活的指导作用。 二、教学重难点 1.教学重点 有用功、额外功、总功的概念及关系：明确有用功是对人们有用的功（W有），额外功是不需要但不得不做的功（W额），总功是动力所做的功（W总），三者满足W总=W有+W额。机械效率的定义与公式：理解机械效率是有用功与总功的比值，掌握η=W有/W总×100%，明确机械效率是百分比，无单位且总小于1。机械效率的测量：以滑轮组为例，掌握实验原理、器材、步骤，能准确测量并计算机械效率。提高机械效率的方法：结合实例分析，知道通过减小额外功（如减轻机械自重、减小摩擦）或增大有用功（如增加提升物重）可提高机械效率。 2.教学难点 有用功与额外功的辨析：结合不同机械（如滑轮组、斜面、杠杆）的使用目的，准确判断有用功（如提升物体时W有=Gh）和额外功（如克服机械自重、摩擦做的功），避免混淆“动力做功”与“有用功”。机械效率计算中“总功”的判断：明确总功是动力对机械所做的功（如滑轮组中W总=Fs，F为拉力，s为绳端移动距离），能结合机械特点找到对应的动力和距离。实验探究中误差分析：理解滑轮组机械效率测量中，额外功的主要来源（摩擦、动滑轮自重），分析实验中影响测量准确性的因素（如拉力测量不准、绳端移动距离测量误差）。机械效率与功率的区别：明确机械效率是“有用功占比”，功率是“做功快慢”，二者无必然联系，避免出现“功率大则效率高”的错误认知。 三、教学环节设计 （一）情境导入：从“损耗”引出“效率” 展示两组生活实例：①农民用滑轮组将粮食从地面吊到粮仓，一边拉动绳子，一边观察到动滑轮随粮食上升；②工人用斜面将货物推上卡车，需克服货物与斜面的摩擦才能推动。提问引导：“农民对绳子的拉力、工人对货物的推力都做了功，这些功是否全部用来提升粮食和货物？动滑轮的重力、斜面的摩擦会消耗一部分功吗？我们希望机械‘做的功’中，有用的部分越多越好，如何衡量机械的这种‘实用程度’？”通过分析机械做功中的“有效部分”与“损耗部分”，引出本节课核心概念———�机械效率”，激发学生探究机械做功规律的兴趣。 （二）新课讲授：有用功、额外功与总功 1.概念辨析：以滑轮组为例分析做功情况 演示实验：用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，匀速提升重为G的钩码，记录拉力F、钩码上升高度h、绳端移动距离s。 分析讨论：“在这个过程中，动力（拉力F）做的功是什么？我们的目的是提升钩码，哪些功是对我们有用的？哪些功是额外消耗的？” 概念界定： 有用功（W有）：对人们有利用价值的功，即达到使用机械目的所做的功。本实验中，使用滑轮组的目的是提升钩码，因此克服钩码重力所做的功为有用功，计算公式为W有=Gh（G为钩码重力， ... ...