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1、?机械效率?教学设计【教学目标】1.通过实验探究知道动滑轮提升重物时,手拉绳做的 功与动滑轮对重物做的功是不等的;2.知道W总、W有用、W额外的含义, 并清楚他们之间的关系;3.知道什么叫机械效率及其计算方法,并利用 上述实验探究的数据计算机械效率,知道机械效率点小于1; 4.通过实验 探究影响机械效率的因素,找出提高机械效率的方法。【教学重点】通过 实验探究知道机械效率的存在。【教学过程】教师活动内容、方式学生活动方式一、引入在使用简单机械提升或移动物体时,我们要对机械 做功,机械又要对物体做功,那么我们对机械做功和机械对物体做功相 等吗?二、新课(一)活动:以动滑轮为例,比拟手拉绳做的功与
2、动滑轮 对重物做的功。L设计方案:2.需测量的物理量和使用工具:3.实验 注意点:A、测拉力时,应匀速拉动弹簧秤。B、绳自由端的拉力方向以竖 直向上为宜,假设方向向下,操作、读数均不方便。4.设计表格,进行 屡次实验,将实验数据填入表格。5.得出结论:手拉绳做的功与动滑轮 对重物做的功是(等或不等)的。(二)有用功、额外功、总功1.在 上面的活动中,将钩码提升至一定的高度是我们的目的,所做的功叫做 有用功,记作:W有用;在使用动滑轮提升重物时,需克服摩擦力作功, 还要克服动滑轮的重力做功,这局部功虽然并非我们所需要的,但又不 得不做,我们将它们叫做额外功,记作:W额外;如果把手的拉力即动 力)
3、对动滑轮做的功叫做总功,学生复习列举出常用的简单机械。学生设 计方案并指出测量功的步骤。将实验数据记入表格并得出结论。记作W总, 那么总功应等于有用功与额外功之和。即W总=W有用+W额外。2.以捞 水桶或用水桶打水为例说明有用功、额外功、总功。3.使用斜面时:将 重物举高h所做的功(Gh)为有用功;使用斜面时,沿斜面的推(拉)力 所做的功(Fs);服摩擦力所做的功为额外功。(三)机械效率L定义: 物理学中有用功与总功的比值叫机械效率。用表示。2.表达式:3.说 明:机械效率是有用功在总功中所占比例的多少,是一个比值,所以是 一个无单位的物理量。因为W有用总小于W总,所以机械效率总小 于1。机械
4、效率是描述机械性能优劣的物理量,机械效率高的机械性能 优良。机械效率的上下与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关; 与机械工作时的快慢程度无关;与机械工作时所完成的功的数量多少也无 关.4.活动:根据上述测量结果计算不同情况下动滑轮的机械效率; 实验、讨论动滑轮的机械效率与哪些因素有关?如何才能提高它的机械 效率? 5.例题:(1)用定滑轮缓慢提升质量为20kg的物体,所用拉力为 220N ,当物体提升2m时,求有用功、总功和动滑轮的机械效率。(g=10Nkg) (2)由于在使用杠杆时的摩擦非常小,故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械,假设用一根机械效率为90%的杠杆将一个18. Okg
5、的物体提升 50cm ,需要做多少总功? fg=10Nkg)三、学生总结归纳;四、课堂训练。 指出在捞水桶、用水桶打水、使用斜面时的有用功、额外功、总功。学生 讨论、总结。学生活动:计算不同情况下动滑轮的机械效率;实验、讨论 动滑轮的机械效率与哪些因素有关?如何才能提高它的机械效率?计算 例题学生总结(可就所学的几种机械讨论)课堂训练【课堂训练】L利用动滑轮提升物体,你能区别有用功和额外功吗? 2.什 么是机械效率?机械效率的大小可能大于1吗?为什么? 3.关于功、功 率、机械效率,以下说法中正确的选项是)A.物体受力且运动时,力 对物体就做了功B.功率大的机器做功一定多C.功率大的机器做功就
6、快 D.做功快的机器其机械效率一定高4.如下图的滑轮组,不计拉线质量及 滑轮转动摩擦。重物G=200N ,每一个滑轮重25N。当绳自由端拉力F拉力 为N时,恰能让重物G匀速上升。5. 一动滑轮改为定滑轮使用,这样一 定()A.不能改变机械效率B.提高了功率C.改变了动力的方向D.节 省了力6.斜面长5m ,高Im ,把重为500ON的物体匀速地推向斜面顶端, 假设斜面是光滑的,那么推力为 N;如果斜面不光滑,所用推力为125ON ,那么斜面的机械效率为 o 7.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出以下各措施中能提高机械效率的是()A.增加动滑轮,减小 拉力B.减少提升重物重力,减小拉力C.减少
7、提升高度,减少做功D.增 加提升重物重力,增大有用功8.两台机械完成的有用功之比WL W2=4: 7 ,它们的机械效率分别为n 1=60% ,i 2 = 75% ,那么两台机械所做总 功之比为O A. 5: 7B. 7: 5C. 16: 35D. 35: 169.如下图用滑轮或滑 轮组提起同一重物,其中机械效率最高的是()ABC D10.滑轮组将重50ON的物体,举高80CnI的过程中,机械效率为 80 ,那么此过程中有用功为J ,额外功为J。假设不计滑轮摩擦及拉线 质量的影响,那么可知动滑轮重N ,当提升重物为400N时,滑轮组的机械 效率为。IL芳芳和兰兰运用如下图的实验装置测定了滑轮组的
8、机械效率, 在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式 不变,改变其它因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提 出了各种猜测,概括起来有如下几种:猜测1可能与匀速提升的速度大小 有关;猜测2可能与被提升的钩码重有关;猜测3可能与匀速提升的速 度大小和被提升的钩码重都有关;猜测4可能与钩码被提升的高度有关。 芳芳和兰兰分别根据各自的猜测进行了探究,实验记录如下表。(1)请帮 助兰兰完成表中的一项计算;(2)请根据她俩的实验记录,分别在表中写 出探究结果。(3)归纳她俩的实验探究,你所得的结论是:。12. 一保洁 工人,要清洗一高楼的外墙,他使用了如下图的装置进行升降,工人的 质量为60kg ,保洁器材的质量为20kg ,人对绳的拉力为30ON ,吊篮在拉 力的作用下Inlin匀速上升了 10m,求:(1)此过程中的有用功;(2)拉力 F做功的功率;(3)滑轮组的机械效率(结果保存一位小数)。