高中物理 第1章 功和功率 第4节 人与机械课件 鲁科版必修2.ppt

第4节人与机械 教师备课参考 核心素养养成目标 物理观念1 认识机械效率 并知道其代表的物理意义 2 理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量 3 了解现代机械的发展水平 科学思维与科学探究1 让学生将生活生产实际与物理概念相联系 通过具体的事例和分析掌握机械效率及其计算 2 通过多举例 从不同角度来研究反映机械性能的两个物理量 使学生体会出这两个物理量之间无必然的联系 科学态度与责任通过机械效率的学习 体会提高机械效率的重要性 从而提高学生的效率意识 教学重难点 教学重点机械效率的概念 物理意义及计算 教学难点理解功率和机械效率的关系 感悟解题规律 探寻基本知识 测评学习效果 探寻基本知识 树立物理观念 知识点一 功率与机械效率 情境导学 如图所示 一级方程式赛车装备了强大的发动机 其功率最高可达900马力 车速最高可达370公里 小时 赛车的功率大 说明什么问题 功率大效率一定大吗 答案 功率大说明发动机做功快 这是车速快的动力源泉 但其效率不一定大 因为有用功占总功的比例不一定大 知识梳理 1 机械效率 1 定义 有用功与总功的比值或有用功率与总功率的比值 2 特点 不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效率等于1 实际情况中机械效率总 3 意义 表示机械做功或利用该机械实现能量转化的程度的物理量 2 功率和机械效率两者是从不同方面反映机械性能的两个物理量 它们之间没有必然的联系 功率大 表示机械快 机械效率高 表示机械对总能量的高 小于1 有效 做功 利用率 思考判断 1 在理想情况下 机械效率可以大于1 2 有用功增大时机械效率一定增大 3 功率的大小和机械效率没有关系 知识点二 机械的使用 情境导学 要行驶一段较长的路程 人们通常选择一种合适的代步方式 如骑自行车 坐汽车或高铁等 人们选择以车代步的目的是什么 答案 既省力又提高速度 使人们更舒适 知识梳理 思考判断 1 总功一定 增大额外功可以提高机械效率 2 有用功一定 减少额外功可以提高机械效率 3 额外功一定 减少总功可以提高机械效率 要点一 感悟解题规律 培养科学思维 对机械效率的理解 1 机械效率 有用功 额外功及总功的辨析 2 机械效率与功率 典例1 2016 四川巴中检测 关于机械效率 下列说法正确的是 a 有用功越大 机械的机械效率就越高b 额外功越大 机械的机械效率就越低c 总功越大 机械的机械效率就越低d 有用功与总功的比值越大 机械的机械效率就越高 思路探究 1 机械效率的决定因素是什么 答案 机械效率由有用功和总功两个因素决定 2 机械效率有关因素间的关系是什么 答案 当总功一定时 机械所做的有用功越多或额外功越少 机械效率就越高 当有用功一定时 机械所做的总功越少或额外功越少 机械效率就越高 当额外功一定时 机械所做的总功越多或有用功越多 有用功在总功中所占的比例就越大 机械效率就越高 所以 在分析机械效率的高低时 不能只看一个因素 要全面进行分析 d 解析 机械效率的高低是由有用功 总功两个因素决定的 若只分析一个因素的大小 不能判断机械效率高低 选项a b要在总功一定的前提条件下 才是正确的 选项c要在有用功一定的前提条件下 才是正确的 选项a b c只说出影响机械效率高低的一个因素 因此无法确定机械效率的高低 选项d正确 1 对机械进行受力分析和运动状态分析 找出动力和阻力 尤其注意分清有用阻力和无用阻力 2 根据功的公式求解动力做的功 总功 有效阻力做的功 有用功 无效阻力做的功 额外功 3 有用功与总功的比值是机械的机械效率 规律方法分析求解机械效率的步骤和方法 针对训练1 1 2016 福建福安检测 电梯载着重900n的货物 以2m s的速度匀速上升 电机的输出功率为1 5 104w 则该电梯的有用功率 效率分别是 a 450w 12 b 1800w 12 c 1800w 10 d 450w 10 b 要点二 机械的使用和提高机械效率的方法 1 提高机械效率的方法 1 减少额外功 在保证机械能够安全正常工作的前提下 尽量减轻机械本身的重力 可减少额外功 通过减少克服摩擦力做功 如加润滑剂 用滚动摩擦代替滑动摩擦等 来减少额外功 2 增加有用功 当额外功一定时 在机械能够承受并且能够保证安全正常工作的前提下 尽可能增加有用功 例如 起重机提起重物时 尽可能增加每次提起重物的重力 充分发挥机械的作用 2 机械的作用 机械的发明与使用 延长 和 强化 了人的四肢 提高了工作效率 改善了人的工作环境 其中智能化机械的使用给人类带来了许多的便利 具有广泛的应用前景 典例2 2016 山东济南检测 如图所示 不计任何摩擦 分别用定滑轮 动滑轮 滑轮组把同一个物体匀速升到同一高度 其中机械效率最高的是 a 定滑轮b 动滑轮c 滑轮组d 无法确定 思路探究 此题中分析机械效率的思路是什么 答案 正确求出绳子上拉力及拉力做的功 明确三种情况下的有用功都是gh a 教师备用 例2 1 多选 如图所示用滑轮组将重600n的物体匀速提升 如果人用的拉力为250n 则下列结论中正确的是 a 若将物体提升2m 拉力做功1000jb 若将物体提升1m 装置所做的有用功为250jc 物体以0 5m s的速度匀速被提升 拉力的功率为375wd 此时装置的机械效率是80 cd 针对训练2 1 2016 福建福州检测 分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度 则 a 定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功b 定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功c 定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功d 定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功 解析 因为两个重物的重力相等 提高的高度相同 由公式w有用 gh知两者的有用功相等 故选项d正确 b c错误 在使用动滑轮时 还要把动滑轮一同提高 而在使用定滑轮时 却不用 所以 定滑轮的总功小于动滑轮的总功 故选项a错误 d 测评学习效果 演练当堂技法 1 关于机械效率的说法中正确的是 a 做功越多 效率越高b 机械的输出功率越大 效率越高c 机械输出功率与输入功率的比值大 机械效率越高d 机械效率可以大于1 c 解析 由机械效率的定义可知 只有选项c正确 2 使用动滑轮的目的是 a 提升做功的功率b 提高机械的效率c 可以省力d 可以省功 c 解析 动滑轮省力不省功 故选项c正确 3 某机械的铭牌标明 输入功率 1kw 输出功率 800w 下列说法中正确的是 a 输入功率只能是1kwb 该机械的效率为80 c 该机械的额外功率