2018年九年级物理12.5机械效率教学案新版苏科版.docx

机械效率教材解读效率的概念已广泛应用于工作、生活和学习等方面教材通过再次探究动滑轮的活动，让学生体会到什么是有用功、额外功、总功，通过比较有用功和总功的大小，认识机械效率的物理意义，找出提高机械效率的方法机械效率的概念涉及面广，内容抽象，并且是利用两个功的比值来定义该物理量的，学生较难把握教学中要运用各种教学手段，让学生多看、多举例、多比较、多练习，从不同角度去体会效率的意义，联系生活实际，把效率问题从简单机械延伸到生活的方方面面学生常常会把功率和机械效率问题混淆，教师应在习题课中强调，两者之间没有因果关系.教学目标知识与技能(1)知道什么是有用功、额外功和总功.(2)知道什么是机械效率，并会用有关公式进行简单的计算.(3)知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的意义和主要方法.过程与方法(1)通过探究动滑轮的特点，知道使用机械就要做额外功. (2)通过实验与讨论，学习提高机械效率的主要方法.情感、态度与价值观(1)让学生体验科学探究带来的乐趣. (2)通过探究活动，让学生对机械的使用有新的认识.重难点处理重点：理解什么是有用功、额外功、总功和机械效率，知道它们之间的关系通过“再探动滑轮”，让学生猜测并动手设计实验来验证；通过对实验数据的分析，发现动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功，进一步分析讨论，引出有用功、额外功和总功的概念；由于额外功的存在，因此使用机械时存在效率的问题，然后通过事例分析，再结合学生探究实验帮助学生理解.难点：理解机械效率的概念和物理意义，知道提高机械效率的方法，会进行相关的计算通过对实例的讨论和理论的分析，知道因为额外功的存在，实际的机械效率均小于1；结合例题帮助学生理解和学会运用公式，提高分析、计算能力和综合运用能力；在此基础上，运用公式讨论并结合实验探究，总结出提高机械效率的方法.规律总结滑轮组在具体使用时，按其装配方式，可分为两种情况：竖直向上提升物体和水平方向移动物体在计算滑轮组的机械效率时，要注意区分：竖放：100%100%；平放：100%100%.其中G是被提升物体的重力，f是被水平拉动物体与地面间的摩擦力，n是滑轮组绳子的段数，F是绳子末端的拉力利用这两个推导公式，可以在不计算功的情况下求出机械效率，有时非常方便.学点1机械效率的概念问题1：活动“再探动滑轮”(1)如图1151所示，该活动需要测量的物理量有_4_个，需要计算的物理量有_2_个设计的实验表格如下：图1151实验次数绳受到的拉力F/N绳端移动的距离s/m钩码所受的重力G/N钩码上升的高度h/m拉绳所做的功WF/J滑轮拉钩码所做的功WG/J123(2)按教材中的步骤进行实验，将实验数据填入自己设计的表格中，并进行相应的计算(3)对计算结果进行比较和分析，可发现拉绳所做的功总_大于_(选填“大于”“小于”或“等于”)滑轮拉钩码所做的功，这是因为_拉绳所做的功除用于滑轮拉钩码做功外，还用于克服动滑轮的重力做功，克服摩擦力做功_问题2：有用功、额外功、总功、机械效率(1)在“再探动滑轮”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有用；用于克服动滑轮重和摩擦力所做的功并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它叫作_额外功_，记为W额外；手拉绳所做的功叫作_总功_，记为W总总功等于_有用功_与_额外功_之和，即：_W总W有用W额外_(2)物理学中，将有用功与总功的_比值_叫作机械效率用公式表示为：_100%_(3)根据你对机械效率的理解，尝试思考下列说法的正误，并与同学交流判断的理由A水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功B有用功总是克服物体重做的那部分功，表达式一定是W有GhC机械效率总小于1D机械效率越高，表示做功越快E机械效率越高，表示做的有用功越多F有用功相同时，额外功做得越少，机械效率越高 答案 A错误，理由：水桶掉到井里，目的是捞桶，因而此时对桶做的功是有用功，克服水重做的功为额外功B错误，理由：如果目的是提升某物体，则有用功为克服该物体重所做的功，表达式为W有Gh；如果是水平方向拉一个物体，则有用功为克服该物体所受阻力所做的那部分功，表达式为W有fs物C正确，理由：对于实际的机械，总存在额外功，所以W有W总，因而机械效率总小于1.D错误，理由：机械效率越高，表示有用功占总功的比例越高；功率表示做功的快慢机械效率和功率之间无必然的因果联系E错误，理由：机械效率越高，表示有用功占总功的比例越高，做的有用功不一定多总功或额外功相同时，机械效率越高，所做的有用功越多F正确，理由：有用功相同时，额外功越少，则总功越少，有用功与总功的比值则越大，即机械效率越高比较机械效率高低的常用方法：有用功相同时，比额外功，额外功少的机械效率高；额外功相同时，比有用功，有用功多的机械效率高学点2机械效率的简单计算图1152问题：如图1152所示，用动滑轮和桶组成的装置来提水，已知滑轮重4 N，桶重6 N，桶中水重50 N，现将这桶水在4 s内匀速提升5 m，所用拉力为32 N则(1)有用功为_克服水重_做的功，W有用_Gh_50 N5 m250 J总功为_拉力_做的功，W总Fs32 N10 m320 J额外功W额_W总_W有用_320_J250_J_70_J.(2)机械效率_100%_100%_78.1%_.学点3测量滑轮组的机械效率探究1：测量滑轮组的机械效率(1)小明测滑轮组机械效率的实验过程如图1153所示依据的实验原理是机械效率的公式：_100%_，其中W有用_Gh_，W总_Fs_实验中小明匀速竖直向上拉动弹簧测力计，所获得的测量数据如图所示由图知：G_2_N_，h_0.1_m_，F_0.8_N_，s_0.3_m_，测得_83.3%_.图1153(2)实验过程中的注意事项：_匀速竖直向上_拉动弹簧测力计(3)如果不测量距离，能测量出机械效率吗？_能_，表达式为：_(4)若在弹簧测力计静止时读取数据，这样得出的机械效率与实际值相比_偏大_(选填“偏小”“偏大”或“相等”)理由：_弹簧测力计静止时绳与滑轮间无摩擦，拉力会比匀速拉动时小_探究2：影响滑轮组机械效率的因素(1)猜想用滑轮组提重物时影响滑轮组机械效率的因素：_主要因素是动滑轮重、物体重，次要因素是绳重和摩擦与绳子的股数，重物被提升的高度、定滑轮的重等均无关_图1154(2)用完全相同的滑轮组装成如图1154所示的甲、乙两不同的滑轮组，分别将质量相同的钩码提高相同高度，用测力计测算出图甲的机械效率甲和图乙的机械效率乙，并比较该实验的目的是探究_动滑轮的重_是否影响滑轮组的机械效率猜测甲_乙简述你的理由：_将同样的钩码提升相同的高度，所做的有用功相同，甲装置中动滑轮个数比乙中少，克服动滑轮重所需做的额外功少_实验结论：_不同滑轮组提升同样重的物体时，所用的动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低_(3)滑轮组的机械效率可能还与钩码重有关，为了用实验证明这个猜想你的实验方法是：_用相同的滑轮组提升不同重量的物体，多次实验，测量并比较机械效率_实验结论：_相同的滑轮组提升不同重量的物体时，物体越重，机械效率越高_(4)综上所述，提高滑轮组机械效率的方法有：_减小动滑轮的自重；增大被提升的物体重；减小摩擦等_学点4其他机械的机械效率探究：用如图1155所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升图1155思考：(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为_0.5_N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升的高度h为0.1 m，测力计移动的距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为_66.7_%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：_克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功_(2)为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：次数钩码悬挂点钩码总重G