《机械效率》第1课时指导书

第5节机械效率第一课时认识机械效率教学目标【知识与技能】1．理解有用功、额外功和总功的含义．2．理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算．【过程与方法】通过举例，理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率．【情感、态度与价值观】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．重点难点【重点】有关机械效率的计算．【难点】有关机械效率的计算．教学过程知识点一有用功与额外功【自主学习】阅读课本P202，完成以下问题：1．无论采取哪种办法都必须做的功叫做有用功.2．并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.3．有用功加上额外功是总共做的功，叫做总功.【合作探究】探究一有用功与额外功1．用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度，如图甲所示，记录弹簧测力计示数．2．用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码匀速提升相同高度，如图乙所示，记录弹簧测力计示数．3．将记录下的弹簧测力计示数填入下面的表格中，并完成该表格.物理量G/Nh/mF/Ns/mW非动W动123将表格完成后，你会发现借助动滑轮的弹簧测力计，拉力做的功要更多一些，你知道是为什么吗？答：实验证明，使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素，但是，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外做一些功．在以上实验中，拉力所做的功，物理学中叫总功．提升重物，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务．这个功不是目的而又不得不做，是额外功．从总功中减去额外功才是对我们有用的功，叫做有用功．例题要把重100N的沙子运上三楼．下图画了三种办法．哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？解答①人做功＝对沙子做功＋对桶做功＋克服自重做功．②人做功＝对沙子做功＋对桶做功＋对动滑轮做功．③人做功＝对沙子做功＋对口袋做功＋对动滑轮做功.做功方式有用功额外功总功桶装，手提上楼100N×6m(400N＋20N)×6m3120J桶装，动滑轮吊运100N×6meq\f(1,2)×(20N＋10N)×12m780J袋装，动滑轮吊运100N×6meq\f(1,2)×(5N＋10N)×12m690J对比三种方式的总功可知，第三种方式最好，其做的总功最少．【教师点拨】区分有用功和总功：总功是动力(人或电动机)对机械所做的功，有用功是机械对物体所做的功．【跟进训练】小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是(D)A．二人对桶做的功都是额外功B．二人对水做的共都是有用功C．小聪对桶做的功是有用功D．小明对桶做的功是有用功知识点二机械效率【自主学习】阅读课本P203，完成以下问题：1．有用功和总功的比值叫做机械效率.机械效率越高，说明有用功所占的比例越大.2．计算公式：η＝eq\f(W有,W总)×100%.【合作探究】探究二计算机械效率在前面运沙子上楼的三种不同做功方式中，我们已经计算出了有用功、额外功和总功．求三种不同方式的机械效率．(W总1＝3120J、W总2＝780J、W总3＝690J)η1＝eq\f(600J,W总1)×100%＝19%η2＝eq\f(600J,W总1)×100%＝77%η3＝eq\f(600J,W总1)×100%＝87%1．有没有机械效率为100%的机械？为什么？答：没有．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.2．怎样才能提高机械的效率？答：改进结构或减小摩擦；经常保养、定时润滑．【教师点拨】机械效率越高，机械越省力的论断是错误的．机械效率的高低与机械的省力情况无关，两者之间不存在相互决定的关系．【跟进训练】1．用规格相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组提升重物，如图所示．已知G1＝150N，G2＝200N，动滑轮重G动＝50N，滑轮与轴的摩擦忽略不计．设甲的机械效率为η1，乙的机械效率为η2，则下列关系正确的是(A)A．F1＜F2，η1＜η2 B．F1＞F2，η1＞η2C．F1＞F2，η1＜η2 D．F1＜F2，η1＞η22．一台起重机将重3600N的货物匀速提高4m．如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？解：起重机提升货物的力等于物体的重力，F＝G＝3600N.起重机提升重物所做的有用功W有＝Fh＝Gh＝3600N×4m＝14400J＝1.44×104J.起重机做的总功W总＝W有＋W额＝14400J＋9600J＝2.4×104J.因此，起重机的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(1.44×104J,2.4×104J)×100%＝60%.课堂小结认识机械效率eq\b\lc\{\r