机械效率教案

13 3 如何提高机械效率如何提高机械效率 一 教学目标 1 知道什么是有用功 额外功和总功 2 知道什么叫机械效率 知道计算公式并会用公式进行简单计算 3 知道械效率总小于 1 知道提高机械效率的意义和主要方法 二 过程与方法 通过 探究使用动滑轮的特点 让学生体会什么是有用功 总功 知道使用机械就不可避免的 要做额外功 认识机械效率的物理意义 找出提高机械效率的方法 三 教学重点 难点 1 教学重点 理解有用功 总功 额外功和机械效率 知道它们之间的关系 2 教学难点 知道机械效率都小于 1 知道提高机械效率的方法 四 实验器材 轻质 重质单滑轮各一个 弹簧测力计 刻度尺 钩码若干 铁架台 细线等 五 教学设计 教师活动学生活动 一 复习提问 师 通过前面知识的学习可知 有没有既 省力又省距离的机械 二 导入新课 投影出示下面的图形 动力对绳子做的功 跟动滑轮对物体做的功相等吗 三 进行新课 师 那么怎样才能知道哪一种猜想是正确的 呢 师 要计算出手拉绳做的功和动滑轮对钩码 做的功 要测出哪些物理量 需要什么测量工具 师 那么 我们又该如何进行实验 请大家 谈谈实验的设计方案 生 没有 任何机械都不省功 学生猜想 猜想 1 动力对绳子做的功应该等于动滑轮提升重物 所做的功 猜想 2 动力对绳子做的功应该不等于动滑轮提升重 物所做的功 动力对绳子做的功可能大一些 猜想 3 动力对绳子做的功可能小一些 生 实验 学生讨论并设计和准备实验 学生 需要单滑轮 弹簧测力计 刻度尺 钩码 铁 架台 细线等 学生 用动滑轮提升重物上升一定高度 用弹簧测力 计分别测出物重 G 拉力 F 用刻度尺测出物体上升的 高度 h 绳自由端移动的距离 s 再根据功的计算公式 分别计算出动滑轮提升重物做的功 W1 Gh 动力对 绳子做的功 W2 Fs 两者相比较就可以知道它们的 教师活动学生活动 师 实验过程中有没有什么要注意的地方 师 大家说的非常好 请大家根据我们所设 计的实验 设计出一张表格用来记录实验中 需要测量的数据 教师巡查 指导 教师将设计好的表格投影在屏幕上 师 实验时为什么要测多组数据 师 通过改变钩码的重测得多组数据 比较 出 W1 W2的大小关系 从中归纳出的一致性 的结论更具有普遍性和说服力 教师将填好的表格投影出来 师 通过对实验数据的分析可以看出的结果 是 师 这是为什么呢 请大家讨论一下 引出新的物理概念 1 有关机械的三种功 板书 1 有用功 W有 机械对物体所做的对 人们有用的功叫有用功 2 额外功 W额 对人没用却又不得不 做的功 3 总功 W总 使用机械时 人们实际 所做的功 有用功与额外功的总和 师 同学们 你能指出刚才实验中的有用功 额外功和总功吗 大小是否相等 学生讨论 尽可能拉重物匀速上升 学生设计表格 实 验 次 数 钩 码 重 G N 钩码 上升 高度 h m 手的 拉力 F N 手移 动的 距离 s m 动滑轮 提升钩 码做的 功 W1 J 手拉 绳做 的功 W2 J 1 2 3 学生讨论 学生进行实验 并记录数据 学生 动力对绳子做的功总大于动滑轮对物体做的功 学生交流并回答 动力拉绳子除了将物体拉升外 还 将动滑轮也提升了 并且还要克服摩擦 学生讨论回答 实验中对物体所做的功是有用的 将 动滑轮提升并克服摩擦所做的功是没用却不得不做的 教师活动学生活动 2 机械效率 机械性能的重要标志 师 在使用机械时 有用功只占总功的一部 分 我们总希望有用功所占的比例越大越好 不同的机械 不同的使用情况都会造成两者 比例的不同 有用功所占比例的高低是衡量 机械性能的重要标志之一 师 于是 我们专门引入了一个新的物理量 机械效率 来表示有用功在总功中所占 比例的大小 板书 机械效率 有用功与总功的比 值 师 某起重机的机械效率是 70 它表示的 物理意义是什么 师 机械效率有没有可能等于或大于 100 师小结 任何机械都要受到重力 并且相对 运动的零部件间存在摩擦 因此额外功不能 避免 从而所做的有用功总小于总功 所以 机械效率总是小于 1 练习 师 下面我们来解决一个问题 用定滑轮匀 速提升质量为 20kg 的物体 所用拉力为 220N 当物体升高 2 米时 求有用功 总功 和定滑轮的机械效率 g 取 10N kg 师 提高机械效率具有重要的意义 可以减 少能源损耗 降低生产成本 那么怎样才能 提高机械效率呢 师提示 根据 W有 W总 W有 W有 W总 入手进行思考 师 那么具体应该怎样去做呢 师归纳小结 是额外功 本实验中人拉绳子实际所做的功包括了有 用功和额外功 是总功 学生 该起重机所做的有用功占总功的 70 学生讨论发言 解 W有 Gh mgh 20kg 10N kg 2m 400J W总 Fs 220N 2m 440J W有 W总 100 400J 440J 100 91 学生思考 学生讨论 可以减少额外功 增加有用功 教师活动学生活动 四 课堂总结 今天 我们学会了哪些知识 师相应补充 五 作业 课本 P56 2 3 4 六 板书设计 1 三种功 有用功 W有 机械对物体所做的对人 们有用的功叫有用功 额外功 W额 对人没用却又不得不做 的功 总功 W总 使用机械时 人们实际所 做的功 有用功与额外功的总和 2 机械效率 有用功与总功之比公式 没有单位 小于 1 常用百分数表示 学生思考 回答 是要减轻机械自重 保持良好润滑 减小机械各零部件之间的摩擦 从而减少额外功 还 可以让机械在承受范围内满负荷 多提重物 工作 从而增加有用功 提高效率 学生回答 相互补充 六 教学后记 本节课以实验导入新课 充分体现了学生的主体地位 体现了师生互动性 教师的角色由讲台上 的表演者变成了引导学生积极探究问题的导演 实验探究部分更是从提出问题 讨论 设计实验 到 实验的完成 得出结论都由学生自己动手完成 这与传统的授课方式 老师问 学生答 完全不同 通过对学生探究能力的培养 课堂气氛浓厚 提高了