11.3如何提高机械效率

./如何提高机械效率班别；姓名：一、教学目标知识与技能⑴知道有用功、额外功和总功的含义,以及它们之间的关系。⑵理解机械效率,会用机械效率的公式进行简单的计算,会测算滑轮组的机械效率。⑶知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的方法和意义。教学重点：有用功、额外功、总功及机械效率是本节课教学的重点。教学难点：同一机械的效率是可变的,是本节课教学的难点。二、教学过程1．引入新课现代社会是讲求效率的节约型社会,时时处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么,什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。2．新课什么是有用功与额外功1、让学生观察"活动1”⑴在这两个情景中,力对哪些物体做了功？⑵哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？⑶哪些功是我们不需要但又不得不做的功？2、学生经过思考、讨论,可以答出：⑴对于教材图11-16a,拉力对滑轮组做功时,拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分之间的摩擦力都做了功；其中,提升重物做的功是我们需要的功,对动滑轮、绳子以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。⑵对于教材图11-16b：挖掘机对泥土、挖斗以及克服各部件之间的摩擦力都做了功；其中,提升泥土所做的功是我们需要的功,对挖斗以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。3、在学生回答的基础上,教师给出提升物体时,"有用功"、"额外功"及"总功"的含义：有用功〔W有用：克服物体的重力所做的功。〔W=Gh额外功〔W额外：克服机械自身的重力做功〔W=Gh、克服摩擦力和绳子自重所做的功〔忽略不计不要求计算。总功〔W总：有用功和额外功的总和,即W总=W有用+W额外。〔W=Fs4、然后向学生指出：在实际用机械做功时,总功也等于动力对机械做的功。为了检验学习效果,可让学生分析下列情况中的有用功、额外功、总功,并说明这样分析的理由：⑴用桶从井中提水。〔答：目的是把水提上来,所以提升水做的功是有用功,对水桶做的功是额外功,对水和水桶做的功是总功。⑵桶掉到井里,把桶从井中捞起。〔答：目的是把水桶捞上来,所以对水桶做的功是有用功,对水做的功是额外功,对水桶和水做的功是总功。⑶用水桶把水提到楼上去。〔答：目的是把水提到楼上,所以对水做的功是有用功,对水桶和人所做的功是额外功,对水、水桶和人做的功是总功。什么是机械效率1、可用下面的问题引出机械效率的定义：〔1当你用水桶提水时,有两只大小相同的水桶可供选择,一只是轻质塑料桶,另一只是厚铁皮桶,你选择哪一只水桶？为什么？〔答：选择轻质塑料水桶,因为提同样多的水,用塑料桶需要做的额外功较少。通过回答,使学生意识到：我们在使用机械做功时,额外功是不可避免的,但我们总希望做的额外功越少越好,也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此,可以引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。〔如何计算比例？引出有用功在总功中占的比例——机械效率2、为了加深对机械效率的理解,可以组织学生讨论以下问题：〔1机械效率的高低表示的物理意义是什么？〔答：有用功在总功中所占比例的高低〔2机械效率的单位是什么？〔答：机械效率是两个功〔W有用、W总的比值,没有单位。〔3为什么机械效率总小于1？能不能等于1？〔使用机械做功时,一般情况下,不可避免地要做一部分额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于13、使用机械做功总是希望机械效率越大越好,以打水为例,引导学生讨论如何提高机械效率呢？方法一：额外功一定时,增加有用功；方法二：有用功一定时,减少额外功4、让学生解下列有关滑轮组机械效率的计算题,帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功,熟悉机械效率的计算公式,找到解答此类问题关键。例1、桶重10N,从10m深的水井中打水和捞桶时都提上来50N的水,分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。打水捞桶W有用＝G水hW有用＝G桶h=50N×10m=10N×10m=500J=100JW额外＝G桶hW额外＝G水h=10N×10m=50N×10m=100J=500JW总＝W有用＋W额外W总＝W有用＋W额外=500J+100J=100J+500J=600J=600J图13.3-1图13.3-1===83.3%=16.7%例2、如图13-6所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴滑轮组的机械效率是多少？已知：G桶=220N,G动滑轮=20N,s=6m,n=3求：h,η解：泥桶上升的高度：。工人对泥桶做的有用功：W有用=G桶h=220N×2m=440J。工人对动滑轮做的额外功：W额外=G动滑轮h=20N×2m=40J。所以总功：W总=W有用+W额外=440J+40J=480J。滑轮组的机械效率：。答：滑轮组的机械效率是91.7%。三、小结本节课我们认识了使用机械做功时所做的有用功、额外功和总功三个概念,以及理解了机械效率及基计算方法。如何提高机械效率〔第2课时一、教学目的让学生练习测算机械效率的方法,加深对机械效率的理解,知道同一机械的机械效率并不是不变的,从而了解提高机械效率的方法。二、新课1、引导学生阅读""活动2——测算滑轮组的机械效率"2、演示实验,并让学生明确：实验的目的是测算滑轮组的机械效率,因而要求出有用功和总功,为此,可引导学生通过下列问题的讨论,逐步设计实验方案：〔1滑轮组工作中的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？〔答：W有用=G桶h,要测量物重G和物体上升的高度h。〔2滑轮组的额外功是怎样产生的,是否便于测量？〔答：克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功；显然,这些额外功很难直接测量。〔3因为滑轮组的额外功不便直接测量,所以,用有用功和额外功之和求总功不方便。那么,还有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？〔答：有。测出绳端的拉力F和拉力移动的距离s,根据W总=Fs计算出总功。〔4为了求出滑轮组的有用功和总功,进而测出滑轮组的机械效率,除滑轮组外,实验中还需要哪些器材？〔答：弹簧测力计和刻度尺。3、学生讨论回答后,教师边演示边讲解做好实验的注意事项,学生观察实验并作好数据的记录〔1钩码上升的高度h,可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出,以钩码的下端为标准读数。〔2拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧不要和外壳摩擦。〔3测量细绳自由端通过的距离s时,可事先在细绳自由端上作一标记,再拉弹簧测力计,用滑轮组提升重物。用刻度尺量出钩码上升的高度后,再量出细绳标记移动的距离,就是细绳自由端通过的距离s。次序物重G/N弹簧测力计的示数F/N重物上升高度h/m绳子自由端移动的距离s/m动力对滑轮做功W总/J<W总=Fs>滑轮组对生物做功W有用/J<W有用=Gh>机械效率η124、让学生根据收集的数据,计算出两次机械效率5、学生通过计算的结果,他们会发现：同一个滑轮组,在提升不同的重物时,其机械效率是不同的。〔这是因为在提升重物时,物体越重,所做的有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率越高。6、引导学生思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？〔答：动滑轮的重会影响滑轮组的机械效率,动滑轮越重,额外功在总功中所占的比例就越大,机械效率越低；滑轮自身部件的摩擦也会影响滑轮组的机械效率。7、进一深化,引导学生讨论以下问题：〔1在以上实验中,还有其他方法测出绳子自由端移动的距离吗？〔答：有。数出承担重物的绳子股数n,则绳子自由端通过的距离s=nh,h为重物上升的高度。〔2如果不测出物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s,还能不能计算出滑轮组的机械效率？〔答：能。因为s=nh,则机械效率。8、让学生阅读教材了解一些设备的效率,知道提高机械效率的一些主要方法,培养学生合理改进机械、提高效率的意识。三、小结本节我们通过实验测算了滑轮组做功的机械效率,知道了实验过程中需要测量的物理量,和如何计算不能直接测量的物理量,使我们明白了机械效率的可变性。课堂练习1.我们把使用机械时,所做的＿＿＿＿功在＿＿＿＿功中所占的百分比,叫做机械效率。写成公式就是＿＿＿＿＿＿＿。2.使用机械做功时,由于＿＿＿＿不可避免,所以总功＿＿＿＿＿有用功,因此,机械的效率总＿＿＿＿＿1。3.4个同学测定滑轮组的机械效率时,得出下面4个数据,其中哪一个数据肯定是错误的？：〔A,0.80； B,75%； C,1.20； D,60%。4.桶掉到井里,把桶捞上来时,对桶做的功是功,对桶内水做的功是功。用桶提水时,对桶做的功是功,对桶内水做的功是功。〔有用/额外5.人用桶提沙子上楼,人对桶做的功是功,对沙子做的功是功,人实际提桶的力做的功是功。〔有用/额外/总6、起重机把重2000N的物体匀速提高5m,起重机实际做了20000J的功,则有用功为J；总功为J；起重机机械效率η＝＿＿＿＿＿＿。7.下列说法中正确的是〔A.机械效率越高,做的有用功越多B.机械效率越低,做的额外功越多C.机械效率越高,做的总功越少D.机械效率越低,额外功占的比例越大8.用一个动滑轮将重500N的重物匀速提高0.5m,在绳子自由端所用的拉力是300N,求机械效率η＝？作业班别：姓名：一、填充题1．使用滑轮组提起20牛的重物,使它上升0.4米,作用在绳子自由端的拉力为8牛,拉力的作用点上升了1.2米,有用功为____焦,总功为____焦,机械效率是2.人用滑轮组提物体上楼,人对绳子拉力做的功100J是功,对物体做的功40J是功,机械效率是。二、选择题3．关于机械效率,下列说法中正确的是[]A．做功越多机械效率越高B．实际生产中．使用机械比不使用机械做功的效率高C．使用机械做功时,机械的效率总是小于百分之百D．有用功与总功的比值越大,机械效率越小。4．某机器的机械效率的大小,正确的可能是