第十一章 机器的机械效率
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教学方案
因为额外功的存在,有用功总小于
总功,所以机械效率总小于1。
(η
<1)
三、实验探究:测量滑轮组的机械
效率
1、完成测量滑轮组的机械效率
2、效率推论:
提物体:
水平拉物体:
实验探究
理解推论
实验探究
三小
结
1、有用功
2、额外功、总功
3、机械效率
作业
布置
A 自我评价1--2 C 自我评价1--2
B 自我评价1--2 特自我评价1--2
教学
反思
本节课是在新课程理念的指导下实施的课堂教学,教学力求以学生的发展为本,努力创设“和谐、平等、探究合作”的教学情境,倡导课
程不只是知识的载体,也是教师和学生共同探求新知识的过程,教学不
只是单纯的教与学,而是师生共同寻求发展的过程。
4.机械效率教学目标一、知识与技能1.了解什么是有用功、额外功和总功。
2.理解什么是机械效率。
二、过程与方法通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
教学重点:1.理解机械效率,2.探究斜面的机械效率。
教学难点:理解机械效率。
教学准备:长木板、木块、弹簧秤、刻度尺、细线。
教学过程一、引入新课小明家最近买了一处新楼房,一单元二楼。
想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到二楼。
请同学们根据需要,设计方案,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?1. 把沙子装入桶中,用动滑轮把沙子拉到楼上;2. 在地面与楼面之间搭上木板,将沙子装入袋子沿着木板推到楼上;二、新课学习1.有用功和总功假如用动滑轮提升沙子,用学具展示提沙子的过程,学生观察思考。
想一想对谁做的功是我们需要的?哪部分功是我们不需要,但不得不做的?对沙子做的功是我们需要的,把我们所需要的功称为有用功。
对提桶所做的功,克服动滑轮的重力所做的功是我们不需要但是不得不做的。
工作时,对于额外负担所不得不做的功称为额外功。
板书:有用功:我们所需要的功。
额外功:我们不需要但是不得不做的。
一共做的功等于什么?等于有用功与额外功之和。
我们把一共做的功叫做总功。
板书:总功:有用功与额外功之和。
假如用斜面推沙子,有用功、总功、额外功各是多少?有用功:250×6=1500J总功:200×10=2000J额外功:2000-1500=500J2.机械效率工作中,我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。
在物理学中,用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
板书:机械效率:有用功在总功中所占的比例,用字母η表示。
W有表示有用功;W总表示总功。
那么,机械效率应该怎样表示?根据公式计算,上面斜面的机械效率是多少?η=1500/2000=75%观察计算结果,对“机械效率”,你能发现什么?机械效率是一个比值,没有单位,小于1,常用百分数表示。
01 02功率表示做功的快慢,而机械效率表示做功的效果。
功率大并不意味着机械效率高,机械效率高也不一定功率大。
机械效率是有用功与总功的比值,而功率是单位时间内完成的功。
机械效率与功率的区别有用功与总功的计算有用功(W有)总功(W总)动力对机械做的功,即动力乘以动力作用点移动的距离。
计算公式为:W总=Fs,其中F为动力,s为动力作用点移动的距离。
机械效率的公式及计算步骤典型例题解析摩擦力的存在在机械运动中,相互接触的物体之间会产生摩擦力,阻碍物体的相对运动。
摩擦力的分类静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力,它们对机械效率的影响程度不同。
减小摩擦的方法采用光滑的表面、使用润滑剂、减小接触面的压力等,可以提高机械效率。
物重与机械效率的关系提高物重对机械效率的方法绳重和滑轮重对机械效率的影响绳重和滑轮重的影响减小绳重和滑轮重的方法选用光滑的材料润滑减少接触面积030201减小摩擦的方法增大物重的方法增加物体的质量改变物体的形状使用高密度材料减小绳重和滑轮重的方法优化设计选用轻质的材料通过优化绳索和滑轮的设计,例如减少不必要的结构或使用更高效的轴承,可以降低它们的重量。
减少附件和装饰实验目的和原理实验目的通过测量滑轮组的机械效率,了解机械效率的概念和计算方法,加深对机械能转化和守恒定律的理解。
实验原理机械效率是指有用功与总功的比值,用η表示。
对于滑轮组,有用功为克服物体重力所做的功,总功为拉力所做的功。
通过测量物体重力、拉力、物体上升高度和拉力作用点移动的距离,可以计算出滑轮组的机械效率。
实验步骤1. 组装滑轮组,将细线绕过滑轮组,一端固定在铁架台上,另一端连接弹簧测力计。
2. 在滑轮组下方挂上钩码,使滑轮组平衡。
3. 读取弹簧测力计的示数,记录拉力F的大小。
4. 使用刻度尺测量物体上升的高度h和拉力作用点移动的距离s。
5. 改变钩码的数量或位置,重复步骤3和4,进行多次测量。
数据处理与结果分析010*******自行车刹车系统刹车系统通过摩擦产生阻力,使自行车减速停车。
11.4 机械效率教学目标知识与技能:理解有用功、额外功和总功的含义;理解机械效率的定义及物理意义,会进行相关的计算;知道提高机械效率的意义和主要方法。
过程与方法:经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率;通过讨论,了解如何提高机械效率。
情感态度与价值观:知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。
教学重点:机械效率的概念和有关计算。
教学难点:动滑轮的机械效率与哪些因素有关。
教学仪器:动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线教学方法:探究、观察等课时建议:1课时教学过程额外功、还是总功?提问:三个方法做的总功不同,有用功相同吗? 逐步引导。
任何机械所做的有用功只是总功的一部分。
有用功所占的比例越大,说明机械的效率越高。
物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。
机械效率的符号是η,读作:yita ,常用百分数表示。
100%W W η=⨯有总强调:η为一比值,没有单位。
提问:总功又等于有用功和额外功之和,则η又可以怎样表示?说明:在实际机械中,由于机械重力、摩擦力等等因素的存在,额外功W 额是一定存在的,即W 额>0,可见η<1;只有在理想机械中,机械重力、摩擦力等因素忽略时,才有W 额=0,η=1 。
回答:100%W W W η=⨯+有有额应用举例例题:如图利用一个动滑轮把重为400N 的货物匀速提高2m ,所用的拉力 F 是250N ,求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。
教师板演。
解:人做的总功W 总等于人拉绳子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上去的距离s 。
人拉绳子的力F =250N ,s =2×h =×2m =4m ,h 为货物提升的高度。
W总=Fs =250N ×4m =1000J有用功只是克服货物重力做的功。
货物所受重力 G =400N ,提升高度 h =2m 。
则W有=Gh =400N ×2m =800JW额=W总-W有=1000J -800J =200J100%W W η=⨯有总=100%1000⨯800=80% 总结:由例题得知,只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个,就可以算出用机械做功过程中的机械效率。