有用功

一、教材分析

本节主要包括“有用功、额外功和总功以及机械效率两大方面的内容，体会

有用功、额外功和总功是建立机械效率的需要，所以成为这一节的重点，它既是

前面的知识的延伸，又是功的知识在生活实际中广泛的应用，正确建立有用功、

额外功和总功的概念，对机械效率概念的正确理解具有非常重要的指导意义。

二、教法与学法教学过程涉及的主要方法是：

教师讲解法和举例讲述法，学生实验探究、自学讨论法等。

三、设计思路

本节课在教学设计过程中，既要利用学生原有知识水平和实验能力，又要考

虑学生需要借助具体事物来帮助思维的情况。因此本节课是以“再探斜面机械效

率”为核心实验，利用各种不同的动滑轮，先让学生参与活动和讨论，来认识体

会有用功、额外功和总功；再让学生利用数据进行计算，认识机械效率的公式应

用；最后通过结果差异的原因分析，从而使学生知道影响机械效率的因素及提高

机械效率的方法。

四、教学流程设计

1.新课导入：

师：我们学校要建教学楼，现在需把100N重的砂子运到6m高的楼上。想想看，

有哪些方法，可以把砂子运上去？在投影仪上映出如图：

2．新课过程：

生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可

以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。

师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。现在我们选取

其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画）

这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考：

①几段绳子承担物体和滑轮的总重？

②砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？

③直接只把100N重的砂子运上6m高的楼上，需要做多少功？

④如果通过滑轮组，绳子末端用了40N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？

⑤想一想，这两个功为什么不相等？

生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和

滑轮之间还有摩擦，也需要做功。

师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100N重的砂子运到6m高的楼上，无

论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成

运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，

这部分对砂子提上楼没有用，又不得不做的功，是额外功。

3·练习：

用桶从井中提水的时候，对________做的功是有用功，对_________做的功是额

外功。

如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是

_________功，对水做的功是_________功。

4、实例分析：利用教材的情景，针对要达到把重为100牛的沙子运上三楼作为

目的。让学生分析分别用书中三种方法那种好，认识过程中它们的有用功、额外

功和总功，来达到理解概念的目的。

就拿第三种情况的图来说，这个人想把袋子的重物搬上去，那么他的目的

只是把袋子里的东西搬上去，那么他对沙子做的功就是有用功，而重物的重力为

G，重物移动的距离为s，记得是重物。那么W有用功的公式为W有=Gh。

而他为了把沙子运上去，还得把袋子和那个滑轮搬上去，那么他对滑轮和袋

子做的功为我额外功，那么W额=W总-W有。

那么他对沙子和袋子和滑轮以及绳子与滑轮之间的摩擦所有的做的功是总

功，而这个人用的力是F，那个绳子移动的距离是S，记得是绳子，（在滑轮里

的知识里，S=nh，n值得是绳子绕的圈数，而这里n=2）那么W总=Fs（=Fnh）。

5、阅读体会：教师讲解完上述概念后，留一些时间给学生阅读相关教材，来体

会认识有用功、总功和额外功及其它们之间的关系。

6、引导讲解：教师通过运沙子事例的事实，使学生认识有用功占总功的份额越

多，越是人们所希望的。从而引导入机械效率的问题。接着板书讲解机械效率的

概念及其使用公式的有关说明，使学生初步认识机械效率的概念。