八年级物理下册 12.3 机械效率教案 （新版）新人教版

12.3 机械效率【教学目标】 1、通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。 2、理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。 3、知道机械效率的物理意义，知道机械效率不可能是100%。 4、能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。 5、知道提高机械效率的实际意义和方法。【教学重点】 理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。【教学难点】测定动滑轮的机械效率。知道提高机械效率的方法。【实验器材】 多媒体材料、（动滑轮、钩码、直尺、弹簧测力计 30套）【教学方法】 实验、探究、讨论、归纳【教学过程】教师活动教 学 内 容学生活动教学媒体引入小明利用动滑轮把木料拉上楼房，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？投影、讲解再探动滑轮：用手通过弹簧秤拉动一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢拉动重为G的钩码。1. 分别测出手对绳子的拉力F、手移动的距离S、钩码的重G、和钩码上升的高度h；2. 改变钩码的数量，重复上述测量；3. 设计表格，将实验数据填入表中。实验分组实验实验表格 次数F/NS/mG/NH/mW1JW2/J12提问手拉绳做的功与动滑轮对钩码做的功相等吗？如不等，哪个大？为什么出现这个现象讨论、分析、计算、回答多媒体讲解 有用功：（W有）机械对物体所做的功。额外功：（W额）利用机械时，人们不希望做的功。总功：（W总） 动力对机械做的功。并且：W总=W额+ W有机械效率：（）有用功跟总功的比值。公式：= 讨论：100% 并且无单位 高低的物理意义多媒体小结提问动滑轮的机械效率与哪些因素有关？如何提高机械效率？讨论提高机械效率方法思路：1. 减少机械之间的各种摩擦。2. 增加提起物体的重力。3. 减轻动滑轮的重力。归纳、回答课堂小结讨论本课主要内容投影布置作业课本P40 WWW1、2例1：用如图所示的滑轮组提起重100N的物体，提高了3m，拉力F是60N，那么该滑轮组做有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？额外功是多少？分析与解答 使用滑轮组的目的是提升物体，所以滑轮组将重为100N的物体提高了3m所做功的功为有用功。作用在绳子自由端拉力做的功为总功。已知拉力大小为60N，自由端移动的距离s=2h=23m=6m， ，。由可得：。例2：如图所示，物体G=30N，在水平向右拉力F的作用下，以10cm/s的速度在水平面上作匀速运动。已知拉力F=6N，滑轮组在使用时机械效率为80%，则物体受到水平地面的摩擦力大小及5s内拉力F所做功的大小各为多少？分析与解答从题意分析，克服地面摩擦力所做的功为有用功，与物体的重力无关，即；绳自由端拉力F所做的功为总功，因动滑轮上有三段绳子，故。由，得， 。例3：当打水的水桶不小心落入井里后，要设法将水桶打捞出水井，在打捞起水桶的同时，水桶中剩余的水也被提起。在这过程中，下列说法正确的是（ ）A、水被提高过程所做的功为有用功B、水桶和桶内的水被提高过程所做的功为有用功C、水桶被提高过程所做的功为有用功D、以上三种说法都不正确分析与解答本题所述情景是水桶落到井内，需将水桶捞出来的过程，并不是通常讲的打水。因此将水桶提高所做的功为有用功，而捞起水桶的同时，也将水桶内的水向上提起，这不是目的，因此是额外功，水桶及水桶内剩余水在同时被提高过程中所做的功是人实际做的功，即总功。所以，应选C。例4：完全相同的滑轮，用细绳组装成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计摩擦，比较两个滑轮组工作时的省力情况和机械效率正确的是（ ）A、甲较省力，甲的机械效率高 B、乙较省力，乙的机械效率高C、甲较省力，甲、乙机械效率一样高 D、甲较省力、乙的机械效率高分析与解答两个滑轮组的省力情况，通过观察滑轮组中的动滑轮由N段绳子提着，很容易作出判断。它们机械效率的高低，通过以下也可以比较出。如图所示，甲中的动滑轮由三段绳子提着，乙中的滑轮由两段绳子提着，所以甲滑轮更省力。设：每个钩码重为G，每个滑轮重为，钩码被提高的高度为h，绳子的自由端移动的距离分别为和。拉力，拉力。甲滑轮组：。乙滑轮组：。，。本题选D。例5：下表是某学生做“测定滑轮组机械效率”实验时的记录数据。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳自由端拉力F/N绳自由端移动距离s/m滑轮组的组成情况机械效率120.110.30.6320.110.443.50.051.40.2从表格中已填数据回答以下问题（每个滑轮重相等）：滑轮组都是按最简单的情况组装，在表格中填出其滑轮组组装情况（写明滑轮组由几动，几定组成）。填写各次实验时的机械效率于表格中。比较第1、2两次与第3、4两次的实验情况，你能得出的结论是_。比较第1、3两次与第2、4两次实验情况，你能得出的结论是_。分析与解答拉力与重力的关系不能判定动滑轮上的绳子股数，要从移动距离上去判断。在确定动滑轮上拉绳段数后，再确定动滑轮个数及与之相配的定滑轮个数。机械效率的计算依据：关系。在分析数据时应注意各次实验中什么条件相同，什么条件不同，会有什么结论。从第1、2次移动距离得s=3h，即动滑轮上有三段绳子，因此其最简单的组装应为“一动，一定”；从第3、4次得s=4h，即动滑轮上有4段绳子，因此其最简单的滑轮组应为“二动，一定”。，。第1、2两次与第3、4