滑轮组机械效率 教案

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大关学区九年级物理示范课
滑轮组机械效率的计算专题复习教案
桐城市大关初级中学
胡海燕
【中考要求】理解机械效率的普遍意义,并能根据公式η=W
有/W

×100%进行计算。

其中滑
轮组机械效率的计算是简单机械、功、机械效率等物理知识的综合应用,此类问题涉及有用功、额外功、总功、功率等诸多概念,是初中力学中的重点和难点,也是中考的热点。

【教学目标】
(一)、知识与技能
1.知道有用功、额外功、总功的概念。

2.理解机械效率的普遍意义,并根据公式计算滑轮组的机械效率。

(二)、过程与方法
根据生活事例认识物理知识,并运用物理知识解决实际问题。

(三)、情感态度与价值观
培养学生勇于将科学技术应用于日常生活。

【重点】理解滑轮组机械效率,会计算滑轮组的机械效率。

【难点】有用功、总功和额外功,理解滑轮组的机械效率,会计算滑轮组的机械效率。

【教学过程】
一、知识梳理:(微视频显示)
1、有用功、额外功、总功
有用功:直接对物体做的功(从滑轮组直接对物体施加的力处入手)
为了达到目的而必须做的功。

W
有=G

h(或fs)
总功:即有用功与额外功的总和,即W
总=W

+W

动力对滑轮组做的功(动力一般为人手处入手)W

=FS
额外功:人们不需要但又不得不做的功。

W
额=W

—W

2、机械效率:
(1)定义:有用功跟总功的比值,用符号η表示
(2)公式:η=W
有/W

100%
(3)说明:机械效率常用百分数表示,没有单位。

由于机械总会做一些额外功,有用功总小于总功,因此机械效率总小于1。

(4)意义:机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量。

二、典例分析(课件展示题目,板书解题过程)
1、如图所示的滑轮组提起重力为180N的物体时,动滑轮重10N,小明向
下匀速拉动绳子,将物体匀速提升了2m,用了10s,则
(1)若不考虑摩擦和绳重,此过程中有用功是多少额外功是多少滑轮组的机械效
率又是多少
(2)若实际作用在绳端的拉力是100N,此时滑轮组的机械效率是多少
2、如图所示,用F=50 N的力通过滑轮组水平拉重力为
80 N的物体,使其向左匀速运动,在这过程中拉力F做功为
40 J,已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N,求该滑轮组的
机械效率。

(忽略绳子和动滑轮的重力)
三、课堂提升
类型一:利用滑轮组匀速竖直提升物体(板书公式)
(1)当忽略摩擦和绳重,只考虑动滑轮自重时

可知:滑轮组的机械效率的影响因素:
1、被提升物体的重力G
2、动滑轮重G动
(2)当同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重时,此时由于物体沿竖直方向被匀速提起,
滑轮组做的有用功为W
有=Gh,总功为W

=FS或W

=W

+W


η===
或η=
滑轮组的机械效率的影响因素:
1、被提升物体的重
2、动滑轮的重
3、绳重及绳与滑轮间的摩擦
类型二:利用滑轮组匀速水平拉动物体(板书公式)
用滑轮组水平拉动物体时,拉力F和物体重力G没有直接关系,有用功W

Gh,有用功时
物体克服与地面之间的摩擦力f 所做的功,物体水平移动的距离为s

,则绳子自由端移动的
距离为ns
物,则W

=fs

,W

=Fns

,这时滑轮组的机械效率为:
η=
四、分组练习(导学案展示)
1、如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30 N,拉力使物体匀
速上升,不计绳重和摩擦,此时整个装置的机械效率是75%.
求:(1)物体的重力是多少绳的拉力是多少
(2)若物体的重力变为150N, 绳的拉力又是多少此时机械效率又是多少
2、如图所示的滑轮组中,动滑轮重1N,小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体,物体沿竖直方向上升.此过程中,额外功和机械效率分别是多少
3、如图所示,重为500 N的物体与地面间的摩擦力是150 N,为了使物
体匀速移动,必须在绳端施加60 N的水平拉力,则滑轮组的机械效率为
多少
五、交流分析(学生交流、展示学生的成果)
【课堂小结】
一、利用滑轮组匀速竖直提升物体
(1)、忽略摩擦和绳重,只考虑动滑轮自重
(2)同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重
η=W
有/W

=W

/(W

+W

)×100%
或η=W
有/W

=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF×100%
二、利用滑轮组匀速水平拉动物体
η=
【布置作业】
完成导学案上的【课后练习】
【板书设计】
滑轮组机械效率的计算
一、知识梳理
二、典例分析
1、解:(1)提升物体时W有=G物h=180N2m=360J
因为提升物体时不考虑摩擦和绳重,只对动滑轮做额外功,
则W
额=G

h=10N×2m=20J
滑轮组的机械效率为η====%
(2)由于实际提升时,需要克服动滑轮的重力以及绳重和摩擦做额外功
此时动力对绳端的拉力F=100N,绳端移动的距离S=2h=2×2m=4m
则W

=FS=100N×4m=400J
此时滑轮组的机械效率为η==×100%=90%
2、解:该滑轮组的机械效率为:η====60%
三、
利用滑轮组匀速竖直提升物体
(1)、忽略摩擦和绳重,只考虑动滑轮自重时
(2)、同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重时
η=W
有/W

=W

/(W

+W

)×100%
或η=W
有/W

=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF×100%
利用滑轮组匀速水平拉动物体时
η=
【课后反思】。