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文本内容:
2019-2020年九年级物理上册《
11.5机械效率》教案苏科版I【目标】
(1)通过“再探动滑轮”,知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系
(2)知道机械效率的概念、公式,会计算某种简单机械的机械效率
(3)认识机械效率的物理意义,知道机械效率总小于1
(4)能设计实验,测定某种简单机械的机械效率,知道提高机械效率的主要方法【重点】
(1)知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系,会计算某种简单机械的机械效率
(2)会测量滑轮组机械效率,知道提高滑轮组机械效率的方法【难点】正确判断有用功、总功,理解机械效率的物理意义
三、教学过程【要点1】再探动滑轮〖猜想〗在使用动滑轮提升重物的过程中,若不计滑轮重、绳重及摩擦,人对绳子做的功(等于/大于/小于)动滑轮对重物做的功;设想一下如果动滑轮很重,绳与滑轮间的摩擦较大,则动力对绳子做的功应(等于/大于/小于)动滑轮提升重物所做的功〖活动〗再探动滑轮实验次数物重G/N拉力F/N物体上升的高度h/m手移动的距离s/m手拉绳做的功Fs/J动滑轮拉物体做的功Gh/J123〖讨论〗
(1)手拉绳做的功与动滑轮拉物体做的功相等吗?哪一个做的功多一些?
(2)你认为产生这一现象的原因是什么?〖总结〗〖辨析〗
(1)用水桶从井中提水时,所做的功中哪些是有用功?哪些是额外功?
(2)桶掉到井里,捞桶时桶里带了些水,所做的功中哪些是有用功?哪些是额外功?【要点2】什么是机械效率〖总结〗〖应用〗计算用图示三种方法将砂子运上三楼时所做的有用功、额外功、总功和机械效率定义式P=W/t【复习与思考】如图,动滑轮重20N,物体重80N,不计绳重和摩擦
(1)请你在图中画出一种绕绳方法
(2)根据你的绕绳方法,用滑轮组将物体匀速提升1m时,求作用在绳子上的拉力、有用功和滑轮组的机械效率【要点3】探究影响滑轮组机械效率的因素〖原理〗〖方案〗需要测量的物理量有、、、〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、、〖注意〗实验时应、拉动弹簧测力计〖讨论〗测量时,若突然用力拉动,则测得的机械效率将;若在弹簧测力计静止时读数,则测得的机械效率将;若弹簧测力计没有竖直向上拉,则测得的机械效率将〖分析〗
(1)同一动滑轮,提升重物至同样高度,物重增加,做的有用功,额外功,总功,机械效率;
(2)提升同一重物至同样高度,动滑轮越重,或使用的动滑轮越多,做的有用功,额外功,总功,机械效率〖总结〗〖质疑〗如果没有刻度尺,如何测出滑轮组的机械效率?【复习与思考】小明在“测滑轮组机械效率”实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm
1632.
592652.
5173682.524
(1)分析表中数据,回答以下问题
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是;
②第3次实验中滑轮组的机械效率是;
③滑轮组的机械效率与无关
(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率(选填“相同”或“不相同”),理由是【要点4】机械效率的综合计算〖类型一〗用滑轮组提升重物时机械效率的计算
1.提升重物的目的是克服重力做功,则W有用=G物h人的拉力为动力,则W总=Fs
2.相关知识点链接
(1)不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦时F=G物+G动/nW额外=W总-W有用=G动h
(2)不计滑轮重、绳重和绳与滑轮之间的摩擦时F=G物/nW额外=W总-W有用
(3)绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系s=nh绳子自由端移动的速度v与物体移动的速度v物的关系v=nv物〖例题〗如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体,物体在5s内竖直上升了2m,人拉绳的力为250N,(不汁绳重及摩擦)
(1)对重物做的有用功是多少?
(2)人拉绳子做功的功率是多少?
(3)如果用此滑轮组匀速提升一个重为300N的物体,则拉力是多少?滑轮组的机械效率是多少?〖类型二〗斜面问题机械效率的计算不计物体与斜面之间的摩擦时FL=G物h考虑物体与斜面之间的摩擦时W额外=W总-W有用=fL〖例题〗现有一重为3000N的包装箱,工人师傅想把它搬到
1.2m高的车厢上,他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面,如图所示,工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车求
(1)该斜面的机械效率是多少
(2)包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大〖类型三〗杠杆问题机械效率的计算
1.不考虑杠杆本身的重力时FL1=FL2考虑杠杆本身的重力时W额外=W总-W有用
2.动力下降的距离s与物体上升的高度h的关系s=nh,动力下降的速度v与物体上升的速度v物的关系v=nv物,其中n=L1/L2(L1为动力臂,L2为阻力臂)〖例题〗用一个杠杆来提升重物,已知动力臂是阻力臂的3倍,物重为600牛,手向下压杠杆的动力是210牛,物体被提升了20cm,求
(1)手压杠杆下降的高度;
(2)杠杆的机械效率;
(3)人做了多少额外功?〖类型四〗机器问题机械效率的计算应用机器将物体提高的目的是克服重力做功,则W有用=G物h项目数值整机质量(kg)5000标准斗容(m3)
0.5A最大挖掘深度(m)3B最大卸料高度(m)5电动机的动力,则W总=Pt电动机所做的额外功为W额外=W总-W有用〖例题〗某型号挖掘机的实物图和作业范围图以及部分相关数据表,如图所示挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为
1.6×l03kg/m3的泥土,从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上取g=10N/kg,求
(1)铲斗内泥土的质量
(2)移送泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功
(3)移送泥土的过程中,发动机的总功率是40kW,此过程挖掘机的机械效率教学反思1.有用功W有用 用滑轮组提升重物时W有用=2.额外功W额外 3.总功W总 用滑轮组提升重物时W总=4.总功、有用功、额外功之间的关系1.叫做机械效率2.公式3.因为W有用W总,所以ŋ14.某机械的机械效率为60%,表示
(1).人直接提着砂桶上楼,需要做的有用功是J,额外功是J,总功是J机械效率是
(2).用动滑轮把砂桶提上楼,需要做的有用功是J,额外功是J,总功是J,机械效率是
(3).若将砂桶改用口袋,需要做的有用功是J,额外功是J,总功是J,机械效率是1.提高滑轮组机械效率的方法
(1)提升物体的重力;
(2)动滑轮自身的重力;
(3)绳重及绳与滑轮之间的摩擦2.滑轮组的机械效率与提升的速度,与提升的高度,与滑轮组绕绳方式。