物理：机械效率教学设计

1、第5页 共5页物理：机械效率教学设计更多来自jsfw8海量教案教学目的知道什么是有用功、额外功和总功。知道什么叫机械效率,知道计算公式。知道机械效率总小于1。知道进步机械效率的意义和主要方法。学习组装滑轮组和会测滑轮组的机械效率;通过学生实验,使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的百分比,从而理解进步机械效率的途径。教学重点使用任何机械都要做额外功滑轮组的组装,重物上升间隔 、绳端通过间隔 的测量教学难点有用功、总功的正确判断,理解效率的物理意义实验的原理教学方法讲授法实验法教学用具滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺课时安排2课时教学步骤一、导入新课复习提问做功的因素是什么?功

2、的原理是什么?二、引入功的原理告诉我们,使用任何机械都不能省功,实际上使用机械还要多做功。例如用动滑轮提升重物时,把滑轮本身也提起来了,滑轮受到重力作用,也发生了一段间隔 ,对滑轮也有做功。另外滑轮与绳子之间存在着摩擦,抑制阻力也要多做功。在利用机械做功时,我们所需的只是其中的一部分,而额外要多做的功也占一部分,那么机械做功就存在一个效率问题。三、新课教学有用功、额外功、总功演示实验:用弹簧秤匀速拉动绳端,使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值,用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤挪动的间隔 s。实验数值G=5牛,h=0.5米,F=3牛,s=1米弹簧秤的拉力(动力)对动滑轮做的功:W动=Fs=3

3、牛1米=3焦进步重物,动滑轮抑制阻力做的功:W阻=Gh=5牛0.5米=2.5焦提问:由实验可以看到W动W阻,这是为什么?前面研究简单机械和功的原理时,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,由于要抑制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)。小结有用功(W有用):利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。在用动滑轮进步重物的实验

4、中,用来进步物体的功对我们是有用的,是必须做的。本实验中的有用功W有=Gh=5牛0.5米=2.5焦。额外功(W额外):对人们没有用,但又不得不做的功叫做额外功。本实验中,用来抑制摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用,但又不得不做的功,这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可防止的。总功(W总):有用功与额外功的总和叫总功。有用功加额外功是总共做的功,叫总功。本实验中总功W总=Fs=F2h=3牛1米=3焦。本实验中做的额外功W额外=W总-W有用=3焦-2.5焦=0.5焦。判断有用功、额外功判断有用功、额外功要看做功的过程中,我们想到达的目的是什么,实现这一目的所做的功就是有用功。

5、其余部分就是额外功。例如:用桶打水,提水的功是有用功,提桶的功是额外功;水里捞桶,提桶的功是有用功,提水的功是额外功。练习:计算图中三种不同方法将沙子运上三楼所做的有用功,额外功和总功。以加深对概念的理解。四、机械效率根据以上实验,你能算出有用功在总功中占的百分比吗?定义:有用功跟总功的比值叫机械效率,即有用功占总功的百分比。公式:有用功总小于总功,所以机械效率总小于1练习:某起重机的机械效率是70%,它表示什么意思?答: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30%做的是额外功。进步机械效率阅读课本进步机械效率一段,小结要点,指出采取减小额外

6、功是进步机械效率的有效方法。例题解析每个动滑轮重力为3N,用右图两种滑轮组来提升重物G,哪些功是有用功、哪些功是总功?哪个滑轮组机械效率高,为什么?分析p :提升重物G升高h,这一部分功为有用功;绳子末端在力F作用下通过S的间隔 ,这个功是总功。W有用=Gh,两个滑轮组的W有用一样。S1=3h,S2=5h,那么总功分别为W总1=3F1h,W总2=5F2h。其中乙滑轮组要提升的滑轮数量更多,做的额外功也较多,所以甲滑轮组机械效率较大。五、实验学习组装滑轮组和测滑轮组的机械效率实验原理旗下教案网jafs/用滑轮组提升重物G升高h是做功的目的,这一部分功为有用功;而所有的功都是由绳子末端在力F作用下通过S的间隔 产生的,这个功是总功。实验原理:需要测量的物理量钩码的重力G-弹簧秤;钩码被提升的高度h-刻度尺;作用在绳子末端的拉力F-弹簧秤;绳子末端被拉高的高度s-刻度尺。本卷须知在实验中要将间隔 测量的准确些。注意会将细绳绕在滑轮上。尽可能在竖直方向上使用弹簧秤。注意弹簧秤的示数要用牛顿表示。拉动的过程中,尽可能使物体匀速上升。注意分析p 实验中所出现误差的原因。实验记录次数G/Nh/mW有用/JF/NS/mW总/J12小结