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文本内容:
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动滑轮对重物做的功
1.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〕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讨总=讨有用+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
1.定义物理学中有用功与总功的比值叫机械效率用n表示
2.表达式
3.说明
①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
②因为w有用总小于w总,所以机械效率n总小于1
③机械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
①根据上述测量结果计算不同情况下动滑轮的机械效率;
②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二10N/kg)〔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
18.0kg的物体提升50cm需要做多少总功?(g=10N/kg)
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【课堂训练儿.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1m把重为5000N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1250N,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=47,它们的机械效率分别为1=60%,n2=75%,那么两台机械所做总功之比为〔)A.57B.75C.1635D.
35169.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()ABCD
10.滑轮组将重500N的物体,举高80cm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
11.芳芳和兰兰运用如下图的实验装置测定了滑轮组的机械效率,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300N,吊篮在拉力的作用下Imin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)。