教案___机械效率.doc

机械效率学 科物理班 级九年级日 期教 者课 题五、机械效率（一）课时数1教 案类 型新授教 学目 标1、知道有用功、额外功、总功的概念，理解机械效率。2、根据机械效率公式进行计算。教 学重 点能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式进行有关的计算教 学难 点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教 具准 备铁架台、动滑轮、规格相同的几个钩码、细线、刻度尺、弹簧测力计作 业内 容教 学后 记教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记（一）新课学习师：我们在上一节“功的原理”曾经学过，使用机械时，人们所做的功，都等于不同机械而直接用手所做的功。以动滑轮提升重物做功为例，如图1，动力对绳子做的功等于动滑轮提升重物做的功。同学们想想：若动滑轮很重，绳与动滑轮间的摩擦较大时，动力对绳子做的功还等于动滑轮提升重物所做的功吗？生：（思考与猜测）师：我们有没有办法知道“两功”是否相等呢？生：做实验！师：好主意！那么如何进行实验呢？生：我们可以用动滑轮提升重物匀速上升一定的高度（如图1），分别测出物重G、拉力F、物体上升的高度h、绳子自由端移动的距离s；根据功的计算公式，再分别计算出动力对绳子做的功（WFS），动滑轮提升重物做的功（WGh），两者相比较就可以知道“两功”是否相等。师：思路完全正确！现在就请同学们完成这个实验。生：分组实验（教师查巡、指导）。师：由实验看出：动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。这究竟是怎么回事呢？这难道与功的原理内容相矛盾吗？ 教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记生：（讨论分析、教师引导）利用动滑轮提升重物做功时，我们除了提升重物外，还将动滑轮提升了一段距离，所以，人作的功除了提升重物做功之外，还必须克服动滑轮的重力、摩擦力（实验存在）而作功。前面学习功的原理时没有考虑这“两力”的影响，所以上述实验结论是功的原理在实际中的应用。在使用杠杆、滑轮组等机械时也有同样的结论。师：从实验和上面的分析我们知道：利用机械时，机械直接对物体做的功只是动力对机械做功的一部分。机械直接对物体做的功是我们完成做功的目的，是想做、有用的功（W有用），而克服机械本身的重力及机械部件间的摩擦所做的功，这是我们不想做的、无用的但又不得不额外做的功（W额外）。有用功与额外功之和就是机械克服全部阻力所做的功，这也是要求动力总共所做的功（W总）。即W总W有W额。在使用机械时有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功在总功中所占的比值越大越好（额外功所占的比值越小越好）。不同机械、不同的使用情况，比值是不等的，比值的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。如何比较呢？师：我们应引入新的物理量，那就是机械效率（），用它来表示有用功在总功中所占比值的大小。师：由机械效率的含义，我们能否写出它的表示式？生：（讨论、分析得出：）师：请同学们计算出分组实验所用动滑轮提升重物时的机械效率大小；再测算当动滑轮下增挂两个钩码时动滑轮的机械效率的大小；比较用同一动滑轮提升不同重物时的机械效率大小。生：（分组实验、计算分析、讨论）机械效率是有用功与总功的比值。同一机械，当有用阻力加大时，即物重加大时，机械效率增大，但总是小于1。机械效率只有值的大小而无单位。师：为什么机械效率1？生：因为W总W有用W额。使用机械时，除了要作想作的有用功外，还不得不克服额外阻力作功。如背米上山，除将米背上山顶还必须将装米的工具背上山，人也要登上山，所以W额0，则W总W有，即1。师：通过上面的分析，请同学们考虑如何提高机械的效率？讨论：结合水桶问题说明：有用功和额外功的变化关系 教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记师：若1 说明什么？生：一定错了！这与功的原理相矛盾。生：（讨论、教师引导、分析）提高机械效率的途径：一是增加有用功在总功的比例（增加物重）；二是减少额外功在总功的比例（减轻机械结构，减少部件间的摩擦）。师生共同小结、归纳。（二）问题讨论教师出示题目，学生讨论分析、计算（过程略）。1、机械效率越大的机械必定是 A、越省力； B、越省功；C、有用功越多； D、有用功在总功中占的比例越大。2、不计摩擦，用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物上升同一高度，则机械效率最大的是 A、定滑轮； B、动滑轮；C滑轮组； D、一样大。3、提高机械效率有哪些方法？4、某人用图2所示的滑轮组提起1200牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，求：此人所做的有用功、总功、机械效率分别是多少？若克服摩擦所做的功是400焦耳，求动滑轮的重力是多少？（三）课外思考1、愈省力的机械，是否机械效率愈高？2、请同学思考如图3装置，图中甲、乙滑轮组，将质量相同的砝码提高相同高度，甲图的机械效率甲和乙图的机械效率乙谁大？测滑轮组的机械效率（二）学 科物理班 级九年级日 期教 者课 题五、测滑轮组的机械效率（二）课时数1教 案类 型新授教 学目 标1、能熟练组装滑轮组，会测滑轮组的机械效率 2、培养实事求是的科学态度和良好的学习习惯教 学重 点理解机械效率，会测机械效率教 学难 点正确地测出拉力F，钩码上升的高度h和弹簧测力计的功的距离S知道提高机械效率的几种途径教 具准 备每组有：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、滑轮组、细绳作 业内 容教 学后 记教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记一、 引入在复习的基础上，指出：本节课我们将通过实验来测定滑轮组的机械效率。二、 新授预习检查，在学生预习测滑轮组机械效率的基础上，组织学生讨论回答如下问题：1、 本次实验的目的，原理是什么？2、 根据实验原理，实验过程中应测量哪些物理量3、 实验过程中将用到哪些测量仪器？如何利用它们测量每个物理量？在学生讨论的基础上，强调实验过程中应注意如下问题：（1）钩码重可由钩码质量G=mg算出（2）实验过程中，要匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升（3）重物提升的高度不要太高，以免超过量程（4）实验过程中要严肃认真地按要求去做，实事求是地记录自测得的数据，不能凑数，更不允许抄袭他人实验数据。（5）实验结束后，整理好实验仪器放回原处实验装置图略活动一：学生分组实验，教师巡回指导，发现问题及是纠正学生实验结束后，找一组同学把本组的实验数据填入实验表格中，供同学评析表格及数据ABG（N）h(m)W有用(J)F(N)S(m)W总(J)问题一：通过实验：我们发现甲乙两个不同的滑轮组，甲乙省力情况不同甲比乙费力，但机械效率比乙大，引起甲、乙滑轮组机械效率不同的原因是什么呢？ 教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记活动二：用塑料轻质滑轮提重物，用铁质滑轮提同一重物，计算机械效率表格及数据实验次序钩码重G（牛）弹簧秤示数F（N）钩码提升高度h（m）绳子自由端移动距离S（m）人拉绳做的功W总（J）动滑轮提升钩码做的功W有用（J）机械效率1、用塑料轻质小滑轮196100102020019698%2、用塑料滑轮196110102022019689%3、用铁制重滑轮196270102054019634%问题二：讨论滑轮组的机械效率还受到哪些因素的影响？活动三：用同一滑轮组提升不同重物，计算不同情况下的机械效率表格及数据 教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记实验次序钩码重G（牛）弹簧秤示数F（N）钩码提升高度h（m）绳子自由端移动距离S（m）人拉绳做的功W总（J）动滑轮提升钩码做的功W有用（J）机械效率1、提升2个钩码0980.70.10.20.140.09870%2、提升4个钩码196110102022019689%问题三：分析：滑轮组的机械效率还受到哪个因素影响？通过实验，比较实验结果，从中你能得到什么结论？你的猜想得到证实了吗？针对你的结论，如果你是工程设计人员，你能对装置提出改进措施从而提高其机械效率吗？影响滑轮组机械效率的因素教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记影响因素探究结论改进措施、提高效率与提升重物的重有关同一个动滑轮，提升重物越重，机械效率越大使装置在满载的情况下工作与动滑轮自重有关不同的动滑轮，提升相同的重物，动滑轮自重越小的机械效率越高改进机械结构，使它更合理，轻巧动滑轮自身部件的摩擦机械自身摩擦越大，效率越低对机械进行保养，保持良好的润滑，减少摩擦三、练习：学生思考：试着在生活实际中运用所学理论知识解决实际问题学 科物理班 级九日 期814教 者课 题机械效率的计算课时数1教 案类 型新授教 学目 标灵活运用机械效率的公式教 学重 点灵活运用机械效率的公式教 学难 点灵活运用机械效率的公式教 具准 备投影纸作 业内 容作业纸教 学后 记 教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记 例题1、. 在“测定滑轮组机械效率”实验中，现有下列器材；弹簧测力计、钩码、铁架台、二个动滑轮和二个定滑轮、长约2m细绳。（1）为了完成实验，除以上器材外，还缺少的主要器材是 ；（2）在如图的实验装置中，画出滑轮组最省力的绳子绕线方法；（3）实验中，在测量绳端拉力时，必须 拉动弹簧测力计。(4) 实验测出弹簧秤示数为0.5牛，钩码重2牛，钩码上升高度为0.10米，动力移动距离为0.5米，则此滑轮组的机械效率为_.例题2、 如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求： （1）工人做的总功（2）该动滑轮的机械效率教 学 过 程分课时计划（内容、课型、步骤、方法）附 记例题3、小明利用一个动滑轮提升重900N的物体，所用拉力是500 N，物体在10 s内匀速上升 1m在此过程中，拉力做的功为多少?拉力的功率为多大?该动滑轮的机械效率是多少?例题4、工人用如图所示的滑轮组提起重300N的重物，若重物匀速上升1m，滑轮组的机械效率为80，求：(1)拉力的大小； (2)若不计绳重及摩擦，求动滑轮的重力练习：1、如图所示，斜面长AC=2m，高BC=1m。某人用30N的力F沿斜面将重为50N的重物2s内由A匀速推到C，在这一过程中，此斜面的机械效率为_。2、如图所示是测定滑轮组机械效率的实验装置，被提升的钩码的重力相等，通过实验可知，甲、乙两滑轮组_机械效率高，_滑办组较省力。实验时，弹簧测力计