第1课时-认识机械效率(导学案)

1 第第 3 节节 机械效率机械效率 第第 1 课时课时 认识机械效率认识机械效率 课题课题认识机械效率课型课型新授课 知识与技能知识与技能 1 能结合实例了解什么是有用功 额外功和总功 2 理解什么是机械效率 过程与方法过程与方法 1 通过思考和讨论 知道 W 有用 W 额外 W 总的含义并清楚它们 之间的关系 2 通过观察 分析和讨论 理解额外功产生的原因 知道机械效率 1 3 会正确进行有用功 总功 机械效率的计算 教学教学 目标目标 情感 态度情感 态度 与价值观与价值观 培养学生自主学习 分析问题和归纳问题的能力 激发学生的求 知欲 教学教学 重点重点 理解机械效率的概念 理解额外功产 生的原因 并能运用公式 W 有 W 总 100 进行计算 教具准备教具准备 沙子 塑料桶 塑料 袋 细绳 弹簧测力计 滑轮 刻度尺 多媒体课 件等 教学 教学教学 难点难点 知道机械效率 1 理解有用功 额外功 总功之间的联系和区别 教学课时教学课时1 课时 法制法制渗透法制内容 渗透法制内容 能源效率标识管理办法能源效率标识管理办法 1 为达到某一目的必须做的功叫有用功 并非我们需要 但又不得不做的功 叫额外功 使用机械时 动力所做的功叫总功 它是有用功和额外功之和 三者 的关系用字母表示 W总 W有 W额 2 物理学中 将 W有与 W总的比值叫做机械效率 用字母 表示 则机械 效率的计算公式是 W W 摩 摩 总 课前课前 预习预习 3 由于任何机械本身都有重力 转动部分都存在着摩擦 所以使用任何机械 都不可避免地要做额外功 因此机械效率总是小于 1 使用任何机械不省功 巩固巩固 复习复习 教师引导学生复习上一节的内容 并讲解学生所做的课后作业 加强学生对知识 的巩固 新课新课 导入导入 师师 房屋装修时 要把一堆沙子运到楼上 你有哪些方法 请同学们思考讨 论 将讨论结果记录下来 看哪一组同学想的办法最多 学生发表各自的看法 师师 同学们说得很好 下面我们就以一个实验来探讨这个问题 进行进行 新课新课 活动探究 教师选取动滑轮 塑料桶 塑料袋 重力忽略不计 提起沙子进行实验 可让学生实验 第一次用塑料桶盛装一定重力的沙子进行实验 如图甲 第 二次用塑料袋盛装相同重力的沙子提起相同高度进行实验 如图乙 把记录结果填 在设计的表格中 2 师巡视指导 对动手能力弱的同学给予适当的帮助 师可参与一起实验 并 提醒学生在拉动弹簧测力计时要注意匀速竖直向上缓慢拉动 并在拉动过程中读 数 用刻度尺测量沙子上升的高度和手移动的距离 这个也可以不测量 动滑轮自 由端移动距离是物体上升高度的 2 倍 进进 行行 新新 课课 知识点知识点 2 有用功 额外功 总功 师师 请同学们说出你们探究的结果 哪种情况下做功多些 生 齐声回答 当然用塑料桶装提起时做功多些 师师 为什么呢 生 塑料桶重些 塑料袋轻些 教师引导学生分析 在提起沙子的过程中 对沙子做功的同时 还要做哪些 功呢 生 对塑料桶做功 对滑轮做功 对绳子做功 对滑轮轴间的摩擦力做 功 师师 那我们真正需要的是对什么物体做的功 生 当然是对沙子做的功 师师 对啦 对沙子做的功才是对我们有用的功 我们把这样的功叫做有用功 对其他做的功是无用功 称为额外功 这部分无用的功 能不能不做呢 生 当然不能 师师 为什么 生 因为我们必须依赖塑料桶 或塑料袋 装沙 依赖动滑轮提起 师师 正确 额外功尽管对我们无用 但却又是不得不做的功 无法回避的功 师师 那实际我们在利用滑轮提起沙子时 所做的功包含有对沙子做的功 对动 滑轮 塑料桶 或塑料袋 绳子重力做功及轴间摩擦力做功 把这些功之和称为 总功 师师 请同学们说说总功包括哪些功 生 总功包括有用功和额外功 师师 很对 总功等于有用功和额外功的总和 规律总结 计算有用功 额外功和总功 的方法 1 总功的计算方法 定义法 WFs 总 总功等于有用功和额外功 之和 即 WWW 摩 摩总额 公式法 或 1 W W 额 总 W W 摩 摩 总 2 有用功的计算方法 定义法 WG h 摩 摩摩 摩 WWW 摩 摩总额 公式法WW 摩 摩总 3 额外功的计算方法 定义法 WG h 动额 WF s 摩 摩额 WWW 摩 摩总额 公式法 1 WW 总额 3 小组问题探讨 用水桶从井中提水时 所做的有用功和额外功分别是什么 从井中捞桶时 桶内有水 所做的有用功和额外功又是什么 机械效率 从上面实验和演示中可以看出 我们总是希望额外功在总功中所占的比例越少 越好 即有用功占总功的比例越大越好 这样效率就越高 因此 物理学中 把 有用功跟总功的比值叫做机械效率 例题 1 师用多媒体展示教材 P86 的例题 师组织学生分析 讨论 计算 展 示学生解题过程 总结 评价 课堂交流 小结与延展课堂交流 小结与延展 通过学习本课内容 你有哪些收获 请学生谈自己知道本课中哪些知识 还想知道哪些内容及对本课的感受 教师进行情感激励 生 1 有用功是对我们真正有用的功 而额外功是无用的 但又不得不做的 功 生 2 有用功与额外功之和叫做总功 总功总是大于有用功的 减少额外功 即可增大有用功占总功的比值 这样机械效率就增大了 生 3 我知道了 再好的机械 其机械效率也不可能达到 100 最后 请同学思考下面题目 例题 2 如图所示用滑轮或滑轮组 单个滑轮的型号 重力相等 提起同一 重物 其中机械效率最高的是 解析 机械的自身重力影响机械效率的大小 那么用定滑轮 动滑轮分别 提起同一物体时 定滑轮的机械效率大些 答案 B 教学教学 板书板书 渗透法制内容 渗透法制内容 能源效率标识管理办法能源效率标识管理办法 第十八条 任何单位和个人第十八条 任何单位和个人 不得利用能源效率标识对其不得利用能源效率标识对其 它能源产品进行虚假宣传 它能源产品进行虚假宣传 误导消费者 误导消费者 4 课堂课堂 小结小结 通过本节课的学习 我们知道了什么是有用功 总功和额外功 理解了什 么是机械效率 从而得到了机械效率的公式 并能进行计算 教材教材 习题习题 解答解答 动手动脑学物理 P88 4 用一个动滑轮在 5 s 内将一重为 200 N 的物体匀速向上提起 3 m 拉力为 150 N 这个动滑轮的机械效率是多少 拉力的功率有多大 4 解答 机械效率 2003 66 7 1506 GhNm FsNm 拉力的功率 1506 180 5 FsNm PW ts 例题 3 用 500N 的力拉着滑轮组绳子的自由端移动 8m 可将滑轮组悬挂的重 为 1500N 的物体匀速提高 2m 则额外功占总功的百分比是 A 25 B 75 C 15 D 85 解析 提升重物做的功为有用功 拉力做150023000WGhNmJ 摩 摩 的功为总功 故额外功 50084000WFsNmJ 总 WWW 摩 摩总额 4000J 3000J 1000J 所以额外功占总功的百分比为 1000 25 4000 J J 答案 A 难题难题 解答解答 例题 4 下列说法中正确的是 A 机械效率越高 机械做功一定越快 B 做功越多的机械 机械效率一定越高 C 功率越大的机械 机械效率一定越高 D 做功越快的机械 功率一定越大 解析 功率是表示机械做功快慢的物理量 功率大只表示机械做功快 机械效 率是表示机械对总功利用率高低的物理量 机械效率高只表示机械对总功的利 用率高 功率大的机械 机械效率不一定高 机械效率高的机械 功率也不一定大 所以 A C 选项错误 做功越多的机械 有用功与总功的比值不一定大 机械效 率不一定高 所以 B 选项错误 做功越快 功率一定越大 因为功率是表示做功 快慢的物理量 所以 D 选项正确 答案 D 布置作业 教师引导学生课 后完成本课时对应练习 并 预习下一课时内容 教学教学 反思反思 1 在区分有用功 额外功和总功时 可以让学生进行思考和讨论 明白对沙 子所做的功是有用功 而对其他的如动滑轮 绳子 人自身重力等做的功 是 无用而又不得不做的功 叫额外功 实际过程中使用机械做的功为总功 接着 教 师 规律总结 功 功率和机械效率的区别 1 功功 物理意义 做功即能量的转 化 定义 有力作用在物体上 并且物体在力的方向上移动 了一段距离 就说明了物体 做了功 符号 W 公式 W Fs 单位 J 2 功率功率 物理意义 做功的快慢 定义 在单位时间内所做的 功 符号 P 公式 W P t 单位 W 国际单位 kW MW 常用单位 3 机械效率机械效率 物理意义 反映机械性能的 5 物理量 定义 有用功占总功的比值 符号 公式 W W 摩 摩 总 单位 无 说明 功率大小由功和时间共同决定 单独强调某一方面是错误的 功率和机械效 率是两个不同的物理量 它们之间没有直接关系 还可以让学生结合实际事例相互交流与分析 从而加深理解有用功 额外 功和总功的概念 2 理解机械效率时 可以结合