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關於《機械效率》教學設計

欄目: 教學設計 / 發佈於: / 人氣:2W

教學目標

關於《機械效率》教學設計

1.通過實驗探究知道動滑輪提升重物時,手拉繩做的功與動滑輪對重物

做的功是不等的;

2.知道W總、W有用、W額外的含義,並清楚他們之間的關係;

3.知道什麼叫機械效率及其計算方法,並利用上述實驗探究的數據計算機械效率,知道機械效率點小於1;

4.通過實驗探究影響機械效率的因素,找出提高機械效率的方法。

教學重點

通過實驗探究知道機械效率的存在。

教學過程

教師活動內容、方式

學生活動方式

一、引入

在使用簡單機械提升或移動物體時,我們要對機械做功,機械又要對物體做功,那麼我們對機械做功和機械對物體做功相等嗎?

二、新課

(一)活動:以動滑輪為例,比較手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功。

1.設計方案

2.需測量的物理量和使用工具:

3.實驗注意點:

A、測拉力時,應勻速拉動彈簧秤。

B、繩自由端的拉力方向以豎直向上為宜,若方向向下,操作、讀數均不方便。

4.設計表格,進行多次實驗,將實驗數據填入表格。

5.得出結論:手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功是_______(等或不等)的。

(二)有用功、額外功、總功

1.在上面的活動中,將鈎碼提升至一定的高度是我們的目的,所做的功叫做有用功,記作:W有用;在使用動滑輪提升重物時,需克服摩擦力作功,還要克服動滑輪的重力做功,這部分功雖然並非我們所需要的,但又不得不做,我們將它們叫做額外功,記作:W額外;如果把手的拉力(即動力)對動滑輪做的功叫做總功,

學生複習列舉出常用的簡單機械。

學生設計方案並指出測量功的步驟。

將實驗數據記入表格並得出結論。

記作W總,則總功應等於有用功與額外功之和。即W總=W有用+W額外。

2.以撈水桶或用水桶打水為例説明有用功、額外功、總功。

3.使用斜面時:將重物舉高h所做的功(Gh)為有用功;使用斜面時,沿斜面的推(拉)力所做的功(Fs);服摩擦力所做的功為額外功。

(三)機械效率

1.定義:物理學中有用功與總功的比值叫機械效率。用η表示。

2.表達式:

3.説明:

①機械效率是有用功在總功中所佔比例的多少,是一個比值,所以是一個無單位的物理量。

②因為W有用總小於W總,所以機械效率η總小於1。

③機械效率是描述機械性能優劣的物理量,機械效率高的機械性能優良。機械效率的高低與所使用的機械工作時是否省力、及省力多少無關;與機械工作時的快慢程度無關;與機械工作時所完成的功的數量多少也無關.

4.活動:

①根據上述測量結果計算不同情況下動滑輪的機械效率;

②實驗、討論動滑輪的機械效率與哪些因素有關?如何才能提高它的機械效率?

5.例題:

(1)用定滑輪緩慢提升質量為20kg的物體,所用拉力為220N,當物體提升2m時,求有用功、總功和動滑輪的機械效率。(g=10N/kg)

(2)由於在使用槓桿時的摩擦非常小,故槓桿是一種機械效率非常高的簡單機械,若用一根機械效率為90%的槓桿將一個18.0kg的物體提升50cm,需要做多少總功?(g=10N/kg)

三、學生總結歸納;

四、課堂訓練。

指出在撈水桶、用水桶打水、使用斜面時的有用功、額外功、總功。

學生討論、總結。

學生活動:計算不同情況下動滑輪的`機械效率;實驗、討論動滑輪的機械效率與哪些因素有關?如何才能提高它的機械效率?

計算例題

學生總結

(可就所學的幾種機械討論)

課堂訓練

課堂訓練

1.利用動滑輪提升物體,你能區別有用功和額外功嗎?

2.什麼是機械效率?機械效率的大小可能大於1嗎?為什麼?

3.關於功、功率、機械效率,下列説法中正確的是( )

A.物體受力且運動時,力對物體就做了功

B.功率大的機器做功一定多

C.功率大的機器做功就快

D.做功快的機器其機械效率一定高

4.如圖所示的滑輪組,不計拉線質量及滑輪轉動摩擦。重物G=200N,每一個滑輪重25N。當繩自由端拉力F拉力為N時,恰能讓重物G勻速上升。

5.一動滑輪改為定滑輪使用,這樣一定( )

A.不能改變機械效率

B.提高了功率

C.改變了動力的方向

D.節省了力

6.斜面長5m,高1m,把重為5000N的物體勻速地推向斜面頂端,若斜面是光滑的,則推力為______N;如果斜面不光滑,所用推力為1250N,則斜面的機械效率為______。

7.通過測量滑輪組機械效率的實驗,可得出下列各措施中能提高機械效率的是( )

A.增加動滑輪,減小拉力

B.減少提升重物重力,減小拉力

C.減少提升高度,減少做功

D.增加提升重物重力,增大有用功

8.兩台機械完成的有用功之比W1:W2=4:7,它們的機械效率分別為η1=60%,η2=75%,則兩台機械所做總功之比為( )

A.5:7

B.7:5

C.16:35

D.35:16

9.如圖所示用滑輪或滑輪組提起同一重物,其中機械效率最高的是( )

A B C D

10.滑輪組將重500N的物體,舉高80cm的過程中,機械效率為80%,則此過程中有用功為J,額外功為J。若不計滑輪摩擦及拉線質量的影響,則可知動滑輪重N,當提升重物為400N時,滑輪組的機械效率為。

11.芳芳和蘭蘭運用如圖所示的實驗裝置測定了滑輪組的機械效率,在全班交流實驗結果時,老師提出:如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變,改變其它因素,是否會影響它的機械效率呢?大家積極思考,提出了各種猜想,概括起來有如下幾種:

猜想1 可能與勻速提升的速度大小有關;

猜想2 可能與被提升的鈎碼重有關;

猜想3 可能與勻速提升的速度大小和被提升的鈎碼重都有關;

猜想4 可能與鈎碼被提升的高度有關。

芳芳和蘭蘭分別根據各自的猜想進行了探究,實驗記錄如下表。

(1)請幫助蘭蘭完成表中的一項計算;

(2)請根據她倆的實驗記錄,分別在表中寫出探究結果。

(3)歸納她倆的實驗探究,你所得的結論是:。

12.一保潔工人,要清洗一高樓的外牆,他使用瞭如圖所示的裝置進行升降,已知工人的質量為60kg,保潔器材的質量為20kg,人對繩的拉力為300N,吊籃在拉力的作用下1min勻速上升了10m,求:

(1)此過程中的有用功;

(2)拉力F做功的功率;

(3)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數)。