机械效率教案(10页).doc

-机械效率教案-第 10 页第3节 机械效率三维目标 知识与技能 1知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系； 2理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因； 过程与方法 1通过探究动滑轮的使用，认识和体会物理概念； 2通过参与探究滑轮效率的活动，进一步加深对机械效率的理解，通过参与探究活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案； 3学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律的过程。 情感、态度与价值观 1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 1能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；2理解机械效率的概念，会利用公式教学难点 学会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。课时安排 1课时教学准备 滑轮、钩码、线、弹簧测力计、铁架台、刻度尺、多媒体课件等。教学过程导入新课 问题导入观看下图，同学们交流讨论，完成下列表格：想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？ 徒手用桶 提沙上楼 用定滑轮 和桶提沙 用动滑轮 和桶提沙 用动滑轮 和口袋提沙 克服人重力做功J 人对沙子做的功J人对桶（袋）做的功J人对动滑轮做的功J 人一共做的功J从数据分析获得哪种方法比较好，请说出选择的理由。思考问题：在运送过程中不可避免地要对物体做功，试讨论：(1)哪些功起到了积极作用，即达到了我们的目的？(2)哪些功对我们没有价值，但又是不得不做的功？(3)哪种方式的效率最高？学生活动：学生思考讨论，得到结论，各种方式下对物体做功情况如下： 对我们没有价值，但又不得不做的功有： a桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们，克服这些重力做的功是没有价值的； b此外，机械运转时都有摩擦，克服机械的摩擦做的功。 结论：满足我们做功的目的，对我们有价值的功，即对重物（沙子）做的功是有用功。 从而引出本节课的课题：机械效率。 （教学说明：学生观察、思考、计算并进行比较，培养学生的合作意识，运用所学知识分析解决新问题的能力和分析归纳能力。）情景导入 展示从井中提水的图片，我国的许多农村都没有自来水，人们为了食用水，要从井中打水，在这个从井中提水上来的过程中，人们对哪些物体做了功？这些功都是人们希望做的吗？对谁做的功才是有用的呢？ 为了反映有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率这个物理量。椎讲新课一、有用功和额外功 思考问题：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功相同吗？ 实验探究：使用动滑轮所做的功 制定计划与设计实验：测出物体的重力和拉力以及物体和绳子上升的距离，利用功的计算公式算出上升过程中的有用功和总功并加以比较。 进行实验与收集数据：用弹簧测力计匀速拉动绳端，使重物G匀速升高。从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度和弹簧测力计移动的距离s。“实验数值G一5牛，h一0.5米，3牛，1米。弹簧测力计的拉力（动力）对动滑轮做的功：提高重物，动滑轮克服阻力做的功：分析与论证：由实验可以看到这是为什么？ 学生回答，教师总结：前面我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。 归纳总结： 在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。【板书1有用功利用机械工作时为完成目标必须要做的功叫有用功。本实验中的有用功是多少？ 本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升做的功对我们没有用，但又不得不做，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。【板书】2额外功为了完成有用功，对人们没有用，但又不得不做的功叫额外功。本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。【板书】3总功（w总）：有用功与额外功的总和叫总功。问：本实验中总功是多少？问：本实验中做的额外功是多少？ 归纳总结：我们把重物提高到一定高度，就是我们使用简单机械的目的，对使用机械是有利用价值的，所做的功是有用功；而滑轮组克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮及绳子重力所做的功等是额外功；作用在机械上的动力对机械做的功 过渡：生活中我们总希望有用功在总功中占的比例多些，额外功在总功中占的比例少些，物理中用机械效率来表示有用功在总功中占的比例，从而引入机械效率的概念。二、机械效率1机械效率的概念请同学们自学阅读教材“机械效率”部分相关内容，回答下列问题：(1)什么是机械效率？用什么表示？(2)机械效率的公式如何？其单位是什么？通常用什么表示？学生活动：看书思考，交流总结。(1)机械效率的定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。提出问题：机械效率是不是总小于1 学生经分析不难得出正确的答案；机器运转时都有摩擦，克服摩擦要做额外功，因此有用功总是小于总功的， 教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。 思考：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？ 交流讨论：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另外30%做的是额外功。 （教学说明：提出问题，引发思考和比较，让学生通过阅读教材内容，经过思考、归纳、自主得出结论，体现新课程中提倡的自主性学习。）例题巩固：如图所示，用滑轮组提起重900 N的物体，绳子自由端拉力F为4 N，重物在20 s内匀速上升了10 m。求：(1)物体上升的速度；(2)提起物体所做的有用功；(3)滑轮组的机械效率。解析：(1)物体上升的速度(2)提起物体所做的有用功滑轮组的机械效率答案:(l)0. 5 (2)9 000 j (3)75%2实验探究：测量滑轮组的机械效率(1)提出问题：滑轮组的机械效率总是一定的吗？利用实验测量时，需要测量哪几个物理量？怎样计算有用功？怎样计算总功？ (2)猜想：滑轮组的机械效率与哪些因素有关。 物体的重、滑轮重、绳重、绳与轮间的摩擦、承担物重的绳子段数 (3)设计实验： 实验目的：利用测力计将安装在滑轮组中的钩码（或重物）提起，比较同·滑轮组在不同使用情况下的机械效率。实验器材：滑轮组一套、两物块（甲轻乙重）、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、细线。(4)进行实验与收集数据如图所示，安装实验装置图组装好实验 a用细线将一个定滑轮和一个动滑轮连成滑轮组，挂在铁架台上，将细线一端拴在弹簧测力计上，在滑轮组下悬挂物块（第一次挂甲物块，第二次挂乙物块）。 b记下物块和拴住弹簧测力计的线端原先的位置，然后匀速向上提起弹簧测力计，读出拉力的大小；测出物块和拴住弹簧测力计的线端上移的距离；用弹簧测力计再测出物块重。 c将测得的数据填入下表并完成计算。d实验完毕整理好器材：(5)分析与论证分析上表中的数据可以看出：在不同使用情况下，同一滑轮组的机械效率一定的（填“是”或“不是”）。滑轮组的机械效率 1（填“大于”“等于”或“小于”）。归纳总结： 影响滑轮组的机械效率的因素：同一滑轮组，所提物体越重，机械效率越高，与滑轮组的绕法无关。 交流讨论：提高滑轮组机械效率的方法 阅读教材提高机械效率的有关内容，小结要点，指出减小额外功是提高机械效率的有效方法。 参考：增大物体的重、减小动滑轮的重和绳重、减小滑轮与绳间的摩擦加润滑油课堂小结 以上我们讨论了机械的效率，知道了机械效率总小于1，原因是使用机械时仍不省功，做功的过程中不可避免地要有额外功。其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率。