【《机械效率》（导学案）】一、学习目标

1. 理解什么是机械效率，掌握其计算公式。

2. 能够区分有用功、额外功和总功的概念。

3. 了解影响机械效率的因素，并能结合实际例子进行分析。

4. 培养科学探究能力，学会通过实验数据分析机械效率的变化。

二、重点与难点

- 重点： 机械效率的定义及计算方法。

- 难点： 区分有用功、额外功和总功，理解机械效率的实际意义。

三、知识梳理

1. 有用功（W有用）

为了完成某项任务而必须做的功，称为有用功。例如，用滑轮提升重物时，将重物提高所做的功就是有用功。

2. 额外功（W额外）

在使用机械过程中，由于摩擦力、机械自重等因素而不得不做的功，称为额外功。例如，拉动滑轮时需要克服摩擦力所做的功。

3. 总功（W总）

人或动力对机械所做的功，即有用功与额外功之和。

4. 机械效率（η）

机械效率是有用功与总功的比值，用来表示机械做功的有效程度。

公式为：

$$

\eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} \times 100\%

$$

- 机械效率是一个百分数，范围在0%到100%之间。

- 通常情况下，机械效率总是小于100%，因为总会存在能量损耗。

四、实验探究：测量滑轮组的机械效率

实验目的： 探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关。

实验器材： 滑轮组、弹簧测力计、刻度尺、钩码、细绳等。

实验步骤：

1. 将滑轮组安装好，挂上一定质量的钩码。

2. 用弹簧测力计匀速拉绳子的一端，记录拉力大小。

3. 测量钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离。

4. 计算有用功、总功和机械效率。

5. 改变钩码的质量或滑轮的数量，重复实验，观察机械效率的变化。

注意事项：

- 实验中要保持匀速拉动，避免加速度带来的误差。

- 注意测量数据的准确性，减少读数误差。

五、思考与讨论

1. 为什么实际机械的效率不可能达到100%？

2. 如何提高机械的效率？举例说明。

3. 如果一个滑轮组的机械效率是70%，这说明什么？

六、拓展延伸

- 了解生活中常见的机械，如自行车、起重机、电梯等，它们的机械效率是多少？

- 查阅资料，比较不同类型的机械（如杠杆、滑轮、斜面等）的效率差异。

七、课后练习

1. 用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升2m，所用拉力为120N，求此动滑轮的机械效率。

2. 某同学用100N的力将重500N的物体匀速推上长5m的斜面，斜面高1m，求该斜面的机械效率。

3. 举例说明如何提高家用电器的能源利用率，从而提高“效率”。

八、总结与反思

通过本节课的学习，我们掌握了机械效率的基本概念和计算方法，了解了机械效率在实际生活中的重要性。同时，通过实验操作加深了对机械效率的理解。希望同学们在今后的学习中，能够灵活运用所学知识，解决实际问题。

教师寄语：

科学就在我们身边，只要用心观察、认真思考，就能发现许多有趣的物理现象。愿你们在探索中不断进步！