第3节机械效率教学设计.docVIP

机械效率教案【教学目标】 1、知识与技能(1) 了解什么是有用功、额外功、总功。(2) 理解机械效率的概念，会利用公式=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1.(3) 知道提高机械效率的意义和主要方法。2、过程与方法从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识，深入认识事物的能力。3、情感态度和价值观（1）让学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。【教学重点】有用功、额外功、总功、机械效率概念教学和对影响机械效率的因素探究；【教学难点】在实例中有用功、额外功、总功的确定，对影响机械效率的因素的理解。【教学方法】实验探究、启发诱导【课前准备】刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。【课时安排】1课时【教学过程】一、 导入新课如图用弹簧测力计将G=4N的两个钩码匀速提升1m的高度，两次拉力所做的功相同吗？为什么？不相同。使用动滑轮的弹簧测力计其拉力所做的功会多一些。这是因为使用了动滑轮，不仅要克服钩码的重做功，还要克服动滑轮的重力和绳子与滑轮之间的摩擦做功，所以其拉力所做的功会多一些。可见使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力，或者省距离等有利因素，也会给我们带来一些不利的一面，机械存在着效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。二、讲授新课（一）、机械效率1、有用功、额外功、总功（1）有用功：使用机械时对人们有用的功例如：克服重力所做的功就是有用功。W有=Gh(2)、额外功：人们不需要但又不得不做的功例如：克服动滑轮重力和绳子与滑轮之间的摩擦所做的功。思考：用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功?目的：提水 提水所做的功是有用功;对绳子和水桶所做的功为额外功(3)、总功：有用功与额外功的总和叫总功。W总=W有+W额如图：手的拉力所做的功就是总功思考：1、如图所示，用滑轮组拉动物体由A到B，物体前进了一段距离S。所做的功哪部分是有用功? 哪部分是额外功?哪部分是总功？解析：（1）要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩擦力，所以克服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是有用功。（2）而克服绳与滑轮间的摩擦力做的功是额外功。（3）动力F（即拉力）做的功是总功。思考2:如果桶掉到水里,从水里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?哪部分是总功?目的：捞桶 提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。捞桶过程中拉力所做的功为总功2、机械效率（1）定义：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。机械效率通常用百分率表示没有单位 。（2）表达式为：思考:机械效率会大于100%吗？为什么？有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：1滑轮组的械效率是80%，它表示什么意思？使用滑轮组提升重物时所做的有用功跟总功的比值是80%，也可以说有用功在总功中占有80%，另外的20是额外功例题：用一动滑轮，将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此滑轮的机械效率是多少？已知：G=200N、h=2m、F=120N、s=2h=4m求：解：W有=Gh=200N2m=400W总=Fs=120N4m=480答：滑轮组的机械效率约为83.3%（二）、实验探究：机械效率总是一定的吗？如果前面例题中用动滑轮提起的物体重是400N，那么机械效率还是83.3%吗？也就是说，对一个机械来说，它的机械效率是恒定不变的吗？下面我们通过测滑轮组的机械效率的实验来探究一下。实验：测滑轮组的机械效率1、实验原理:2、实验器材：刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。3、实验步骤：（1）、把滑轮组安装好，测出钩码G的值，并记录表中。（2）、匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力F的数值；细绳自由端通过的距离（s）钩码上升的高度（h）（3）、分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。（3）、分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。（4）、再换成两个钩码重复上面的实验记录结果。4、测滑轮组的机械效率视频5、记录数据的表格，并做好记录。拉力F/N弹簧测力计上升的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J机械效率0.60.30.181.00.10.155.6%0.80.450.362.00.150.383.3%请计算出总功、有用功、和机械效率6、实验结论：同一滑轮提升重物时，重物越重，滑轮的机械效率就越高。在生产中，人们利用多种方式提高机械效率但都不能使其达到100%，皮带传动的机械效率是94%- 98%。怎样提高机械效率呢？（1）.减少机械自重.（2）.减少机械的摩擦等来减小额外功.（3）.在额外功一定时,增大有用功（三）、斜面的机械效率探究 斜面的机械效率1、猜想：（1）斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关。（2）斜面的机械效率可能和斜面的粗糙程度有关。2、实验器材：斜面、小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、刻度尺、铁架台实验步骤：测量小木块的重量，记录数据；把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。改变斜面的倾斜程度，重复步骤。改变斜面的粗糙程度铺上棉布、毛巾，重复步骤。注意事项：要匀速拉动物体；拉力要与斜面平行；及时记录数据。（3）视频（4）填入下表斜面倾斜程度斜面材料木块重量/N斜面高度/m有用功/J拉力/N斜面长/m总功/J机械效率 较缓木板1N0.10.10.20.70.1471.4%较陡木板1N0.1750.1750.30.70.1483.3%很陡木板1N0.240.240.40.70.2885.7%棉布1N0.240.240.50.70.3568.6%毛巾1N0.240.240.60.70.4257.1%结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。斜面的倾斜程度相同斜面越光滑,机械效率越高.斜面机械效率:练习:某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为 _。答案：个、Gh；Fs；fs；Gh/FS三、课堂练习1、起重机将0.9 t的货物匀速提升10 m的过程中所做的额外功是6104 J。该过程中起重机对货物做的功是( )J,起重机机械效率是()。(g取10 N/kg)答案：9104 60%2、关于机械效率,下列说法中正确的是 ()A.机械做功越快,机械效率越高B. 机械所做的总功越少,机械效率越高C. 机械做的有用功在总功中占的百分比越大,机械效率越高D. 使用机械时,所用动力跟物重的比值越小,机械效率越高答案：C3. 如果把一个定滑轮改成动滑轮使用,如图所示，不计摩擦,下列说法中正确的是 ()A.可以省力,但不能省功B. 可以省力,且提高机械效率C. 可以省力,机械效率不变D. 可以省力,也可以省功答案：A4、不计摩擦和绳子质量,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为定、动、组则 ()A.组动定B. 定动组C. 动定组D. 定组动答案：A5. 下列关于机械效率的说法中,正确的是 ()A.额外功越小,机械效率越高B. 有用功越大的机械,机械效率越高C. 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1D. 越省力的机械,机械效率越高答案：C四、课堂小结（一）、机械效率1、有用功:对人们有用的功.2、额外功:对人们没有利用价值而又不得不做的功.3、总功:有用功与额外功的总和.4、机械效率：有用功跟总功的比值.（二）、测滑轮组的机械效率同一滑轮提升重物时，重物越重，滑轮的机械效率就越高。【板书设计】 机械效率一、机械效率1、有用功、额外功、总功2、机械效率=有用功总功二、测滑轮组的机械效率同一滑轮提升重物时，重物越重，滑轮的机械效率就越高。【教学反思】本节主要讲述有用功、额外功、总功与机械效率等方面的内容,初学“机械效率”，往往对这些概念陌生难懂，思维不通、前后矛盾，甚至分析实际问题中把有用功、额外功、总功弄混淆。想要学生理解机械效率的物理含义以及计算机械效率，就必须使学生分清楚那部分功是有用功，那部分功是额外功，或者那个力做的功是有用功，那个力做的功是额外功，那个力做的功是总功。本节教学设计中有用功、额外功、总功所用时间较多。机械做功以及机械效率与实际生活联系比较密切，应从学生熟悉的实例出发引导学生进一步的思考，发现问题，然后通过实