【初中物理】第2节机械效率
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机械效率与有用功的理解今天,在某个教学群里看到老师们对有用功进行了颇为热闹的讨论。
前几天在某群里看到下题,η=G A/(2F C),还是η=F B/(2F C)?又如,学生常有的疑点:为什么在用滑轮组水平拉动物体时,克服摩擦力所做的功是有用功,而在斜面中,克服摩擦力所做的功是额外功?一、“机械”一词的意义1、我们常常对机械运动、机械能的名称中“机械”一词感到不解……原因在于传统的翻译问题上。
Mechanics翻译为力学,而不是机械学。
但,Mechanical energy,传统上直译为机械能,其实译为力学能更恰当。
mechanical motion,也直译为机械运动,同样,应该译为力学运动更贴切。
这在一些物理书中有所提及。
2、Mechanical,机械6种简单机械:杠杆、滑轮、斜面、轮轴、螺旋、楔。
3、Mechanical efficiency,机械效率(1)机械效率的准确定义,是输出功与输入功的比值。
但“输出功”、“输入功”对于初中生来说比较抽象。
所以,在初中,定义为有用功与总功的比值。
由此定义,带来许多麻烦和问题,尤其是对于何为有用功。
(2)机械效率,是机械的效率。
所以下文第二点中,没有使用机械的情形,严格来说,并不是机械的效率问题。
应该理解为,人力做功过程的力学效率更合适。
二、没有使用机械时,所谓的机械效率典型的例子:(1)用水桶从井中打水;(2)水桶掉进井中,把桶打捞上来时,顺带打起一些水。
解释这类问题时,有用功的解释1:为实现目的,对目标物体所做的功。
三、使用机械时,机械的效率:1、用滑轮组提起物体时,根据前面的解释1可知,克服目标物体重力所做的功是有用功。
水平拉动时,克服目标物体摩擦力所做的功也是有用功2、但在使用斜面时,解释1就出现问题了!同样是为了实现目的,但为什么这时对目标物体所做的功却是总功(W总=Fs)?而且,为什么这时克服目标物体摩擦力所做的功是额外功?3、有用功的解释2:不使用机械时,对目标物体所做的功。
第一部分云南中考考点研究第10讲简单机械第2节滑轮、滑轮组及机械效率(建议时间:30分钟)一、选择题1. (2019盐城)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,这样做()第1题图A. 省力,不改变施力的方向B. 不省力,改变施力的方向C. 既省力,也改变施力的方向D. 既不省力,也不改变施力的方向2. (2019郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200 N的重物,动滑轮重为10 N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为()第2题图A. 70 NB. 100 NC. 105 ND. 110 N3. (2019泸州)用如图所示的滑轮组竖直提升物体,不计一切摩擦和绳重.下列判断正确的是()第3题图A. 该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一B. 用该滑轮组提升不同的物体,物体越重,其机械效率越大C. 用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体,其机械效率相等D. 其他条件不变,仅将滑轮组中的动滑轮重力变大,其机械效率变大4. (2019百色)如图所示,用相同滑轮组装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()第4题图A. F甲=F乙B. 甲、乙绳子自由端移动的速度相同C. 甲、乙两个拉力的功率相同D. 乙滑轮组的额外功多5. 如图所示,用滑轮组将30 kg的物体匀速提高1 m,所用拉力为200 N,不计绳重和摩擦,下列判断正确的是()第5题图A. 绳子自由端移动的距离为3 mB. 滑轮组提升重物所做的有用功为400 JC. 滑轮组的机械效率为75%D. 若所提升的重物质量增加,滑轮组机械效率不变6. (2019常州)如图所示,斜面高2 m、长4 m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400 N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250 N.对此过程,下列结果中正确的是()第6题图A. 有用功为1 000 JB. 总功为1 600 JC. 额外功为200 JD. 机械效率为60%7. (2019江西)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是()第7题图A. F2<F3=F4<F1B. F2<F4<F1<F3C. F4=F2<F1<F3D. F4<F2<F3<F1二、填空题8. (2019重庆A卷)用如图的滑轮组将一个重为180 N的物体沿竖直方向在10 s内匀速提升2 m,所用的拉力为100 N,10 s内拉力F的功率为________W,该滑轮组的机械效率为________%.第8题图9. (2017云南黑白卷)如图所示,用动滑轮将重为24 N的物体A匀速提升,已知滑轮的机械效率为80%,若不计绳重与摩擦,则弹簧测力计的示数为________N,动滑轮的重力为________N.第9题图10. (2019龙东)如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A,使它匀速前进2 m,地面对它的摩擦力为150 N,小聪施加的拉力F=100 N(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为______J,滑轮组的机械效率为______.第10题图11. (2019兰州改编)如图所示,斜面长2 m、高1 m,把一个质量为24 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端,需要克服重力做功________J.若斜面是光滑的,则沿斜面向上的拉力F=______N.(g=10 N/kg)第11题图12. (2019南京改编)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2×103 N 的物体时,物体5 s内上升了6 m,此过程中,钢丝绳移动的速度为________m/s;若滑轮组的机械效率为70%,拉力F为________ N.第12题图13. (2019昆明一中一模)如图所示,小明的爸爸用600 N的拉力使重1 140 N的物体在10 s 内匀速上升了2 m,小明的爸爸拉绳做功的功率为________W.体重为450 N的小明也用此滑轮组来提升同一物体,但物体没有被拉动,则物体对水平地面的最小压力为________N.(不计摩擦及绳重)第13题图三、作图、实验、探究题14. (2019铜仁)一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法.第14题图15. (2019玉林)小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.第15题图(1) 根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离x=_____ m,机械效率η=________.(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率________.(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的重力为________ N.(4)以下选项中不影响...滑轮组机械效率的因素是()A. 动滑轮的重力B. 绳子与滑轮之间的摩擦C. 物体上升的高度四、综合题16. (2019襄阳改编)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600 N的货物在2 s内匀速提升了2m,做了1 500 J的功.求:(1)拉力做功的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)当他用400 N的拉力匀速提升其他货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重力.第16题图参考答案及解析第2节 滑轮、滑轮组及机械效率1. A 【解析】动滑轮可以省力,但不能改变力的方向.故选A.2. C 【解析】由图可知,承担动滑轮的绳子段数n =2,不计绳重和摩擦,拉力F =G +G 动2=200 N +10 N 2=105 N .故选C.3. B 【解析】由图可知,承担动物重的绳子股数n =3,所以使用该滑轮组时,绳子自由端拉力F 的大小F =13(G 物+G 轮),故A 错误;该滑轮组提升的物体越重,有用功越大,而不计绳重和摩擦,额外功不变,有用功占总功的比值越大,机械效率越高,故B 正确;用同一滑轮组提升水面下和水面上同一物体时,由于水面下的物体受到竖直向上浮力的作用,相当于滑轮组提升的物体变轻,从而机械效率变小,故C 错误;保持其他条件不变,当增大动滑轮的重力时,滑轮组所做的有用功不变,额外功增大,总功增大,所以滑轮组的机械效率变小,故D 错误.故选B.4. C 【解析】不计绳重及摩擦,拉力F =1n (G 物+G 轮),由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以绳端的拉力分别为F 甲=12(G 物+G 轮),F 乙=13(G 物+G 轮),所以F 甲>F 乙,A 错误;因为甲绳子自由端移动的速度为v 甲绳=2v 物,乙绳子自由端移动的速度为v 乙绳=3v 物,所以v 甲绳<v 乙绳,B 错误;因为不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W 额=G 轮h 、W 有用=G 物h 可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,拉力做的总功相同,所用的时间相同,由P =Wt 可知,拉力F 甲做功的功率等于拉力F 乙做功的功率,C 正确,D 错误.故选C.5. C 【解析】由图知,承担物重的绳子段数为2,绳子自由端移动的距离s =2×1 m =2 m ,A 错误;滑轮组提升重物所做的有用功W 有=Gh =mgh =30 kg×10 N/kg×1 m =300 J ,B 错误;拉力做的总功W 总 =Fs =200 N×2 m =400 J ,则滑轮组的机械效率η=W 有W 总×100%=300 J 400 J ×100%=75%,C 正确;增加所提升物体的重力时,有用功增大,不计绳重和摩擦,动滑轮重力不变,额外功不变,这样有用功在总功中所占的比例增大,滑轮组的机械效率将变大,D 错误.故选C.6. C 【解析】小明对物体做的有用功是:W 有=Gh =400 N×2 m =800 J ,A 错误;对物体做的总功是:W 总=Fs =250 N×4 m =1 000 J ,B 错误;此过程中的额外功是:W 额=W 总-W有用=1 000 J -800 J =200 J ,C 正确;此斜面的机械效率为:η=W 有W 总×100%=800 J 1 000 J ×100%=80%,D 错误.故选C.7. B 【解析】第一幅图中设每小格长度为L ,则L 1=3L ,L 2=3L ,由F 1L 1=GL 2可得F 1=G ;第二幅图中有三段绳子提升物体,不计机械自重及摩擦,则F 2=13G ;不计机械自重及摩擦,第三幅图中两段绳子中的拉力均为G ,则向上提升滑轮的力F 3=2G ;不计机械自重及摩擦,第四幅图中沿斜面匀速拉动物体,则有Gh =F 4s =2F 4h ,则有F 4=12G .即F 2<F 4<F 1<F 3.故选B.8. 60 60 【解析】由图可知:承担物体重力绳子的段数n =3,则拉力移动的距离s =nh =3×2 m =6 m ,拉力所做的功W 总=Fs =100 N×6 m =600 J ,故10 s 内拉力F 的功率P 拉=W 总t =600 J 10 s =60 W ;有用功W 有=Gh =180 N×2 m =360 J ,故该滑轮组的机械效率η=W 有W 总×100%=360 J 600 J×100%=60%. 9. 15 6 【解析】动滑轮的效率η=W 有W 总×100%=Gh (G +G 动)h ×100%=G G +G 动×100%=24 N24 N +G 动×100%=80%,解得G 动=6 N ,即动滑轮的重力为6 N ;题图为动滑轮,则拉力F的大小等于弹簧测力计的示数,由受力分析可知2F =G +G 动,所以F =15 N ,即弹簧测力计示数为15 N.10. 300 75% 【解析】物体匀速前进,所以有T =f ,则W 有= Ts =fs =150 N×2 m =300 J ;由图知动滑轮上绳子的有效股数n =2,拉力F =100 N ,则W 总=Fns ,η=W 有W 总×100%=T s Fns ×100%=300 J100 N×2×2 m×100%=75%.11. 240 120 【解析】由题意可得,物体克服重力做的功为W =Gh =mgh =24 kg×10 N/kg×1 m =240 J ,斜面光滑,拉力做的功等于物体克服重力做的功,即Fs =Gh ,所以拉力F =Ws =240 J2 m=120 N.12. 3.6 2×103 【解析】钢丝绳移动的速度v =s t =6 m×35 s =3.6 m/s ;η=W 有W 总×100%=GhFs ×100%=G 3F ×100%,所以拉力为F =G 3η=4.2×103 N3×70%=2×103 N. 13. 240 300 【解析】由图知,n =2,拉力端移动的距离s =2h =2×2 m =4 m ,拉力端移动速度v =s t =4 m 10 s =0.4 m/s ,小明爸爸拉绳的功率P =W t =Fs t =Fv =600 N×0.4 m/s =240 W ;不计摩擦及绳重,F =12(G +G 动),所以动滑轮重G 动=2F -G =2×600 N -1 140 N =60 N ,小明拉绳子时的最大拉力等于其重力,F ′=G 人=450 N ,由于F ′=12(F 拉+G 动),所以绳子对物体的最大拉力F 拉=2F ′-G 动=2×450 N -60 N =840 N ,物体对地面的最小压力F 压=F 支=G -F 拉=1 140 N -840 N =300 N. 14. 如答图所示(合理即可)第14题答图【解析】要使该滑轮组向下用力物体向上运动,应从动滑轮开始绕,如答图所示. 15. (1)0.4 50% (2)越大 (3)2.2 (4)C【解析】(1)由图可知,滑轮组有4段绳子承担物重,第4次实验时,绳端移动的距离s 绳=4 h =4×0.1 m =0.4 m ,有用功W 有用=Gh =3.0 N×0.1 m =0.3 J ,总功W 总=Fs 绳=1.5 N×0.4 m =0.6 J ,机械效率η=W 有用W 总×100%=0.3 J 0.6 J ×100%=50%;(2)在1、3、4实验中,其他条件一定,机械效率随物重的增加而增加,即同一滑轮组,物重越大,机械效率越大;(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,得拉力F =G +G 动n ,则G 动=nF -G =4×0.8 N -1 N =2.2 N ;(4)若不忽略绳子与滑轮之间的摩擦,额外功为克服动滑轮重力做功和克服摩檫力做功,即W 额外=G 动h +fs =G动h +fnh ,有用功W有用=Gh ,机械效率η=W 有用W 总×100%=W 有用W 有用+W 额外×100%=Gh Gh +G 动h +fnh ×100%=GG +G 动+nf×100%,可知机械效率与动滑轮的重力、摩擦力有关,与物体上升的高度无关.16. 解:(1)拉力做功的功率:P =W t =1 500 J 2 s=750 W (2)拉力所做的有用功:W 有=Gh =600 N×2 m =1 200 J滑轮组的机械效率:η=W 有W 总×100%=1 200 J 1 500 J ×100%=80% (3)由图可知,承担重物的绳子段数n =3,由题意知,η′=1-15%=85%由η′=W 有W 总×100%=Gh Fs ×100%=G 3 F ×100%知,提升重物的重力G ′=3Fη′=3×400 N×85%=1 020 N。
《机械效率》教学设计大连市实验学校姜红一、教材分析(一)教材的地位:依据课程标准及教材的意图,本节主要包括建立有用功、额外功和总功的概念及理解机械效率两大方面的内容。
它既是前面功的知识的延伸,又是功的知识在生活实际中进一步广泛的应用,而机械效率对学生今后参加社会实践具有非常重要的指导意义。
(二)教学目标1.知识与技能⑴知道有用功、额外功和总功及其它们之间的联系。
⑵理解机械效率,会用有关公式进行简单的计算。
⑶知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的方法和意义。
2.过程与方法⑴根据生活事例认识物理知识,并运用物理知识分析解决实际问题。
⑵通过探究斜面的机械效率,学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律。
3.情感、态度与价值观⑴通过探究活动,进行充分的交流与合作,培养学生严谨的科学态度和团结合作的科学精神。
⑵知道提高机械效率的意义,从而增强节约能源意识。
(三)重点和难点1.重点:建立有用功、额外功和总功的概念,理解机械效率,会计算机械效率。
2.难点:理解机械效率。
(四)课时安排:第一课时,通过活动知道有用功、额外功、总功和初识机械效率;第二课时,通过练习来加深本节知识的认识和理解。
(下面的教学设计是以第一课时为依据)二、教法与教具1、教学方法:举例讲述法、类比讲述法、学生实验探究、自学讨论法等。
2、教具准备:长木板(刻有标度)、木块、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、多媒体辅助教学课件三、设计思想重点突出,难点突破。
四、教学流程设计思考:利用机械省工吗?那为何还要用动滑轮?使用动滑轮多做的工做什么用了?有用功:所需要的功额外功:不需要但不得不做的功。
123有用功(J)额外功(J)。
初二物理机械效率教案5篇初二物理机械效率教案5篇作为一位兢兢业业的人民教师,前方等待着我们的是新的机遇和挑战,有必要进行细致的教案准备工作,教学大纲所提出的纲、要要便于教材的叙述,怎样写教学设计才更能起到其作用呢?下面是小编收集整理的教案范文。
欢迎分享!初二物理机械效率教案精选篇1教学目标:1、理解温度的概念。
2、了解生活环境中常见的温度。
3、会用温度计测量温度。
重、难点:1、设计测温度的仪器(温度计) 2、正确使用温度计教学器材:烧杯、冷热水、温度计、体温计教学课时:2课时教学过程:一、导学达标:引入课题:欣赏一段有春、夏、秋、冬的影片问题:你知道物质有几种状态吗?这些状态如何转化?受什么因素的影响?(学生猜想)教师:刚才有同学说“温度”(热),下面我们就来学习有关温度的知识→ 温度计二、进行新课: 1、温度:物体的冷热程度叫做温度。
(1)、试验:课本70页试验:图4.4-1示结论:人们凭感觉判断物体的温度往往不可靠,必须采取其他较好的办法。
(2)、探究:有什么方法可以较好的判断出这哪杯水的温度比较高?学生结论〔…… 〕2、温度计:测量温度的仪器实物观察……各种温度计结构原理:利用液体的热胀冷缩的规律制成的。
分类:实验室用温度计、体温计、寒暑表(实物、录像观察)3、摄氏温度:字母C代表摄氏温度℃是摄氏温度的单位,读做摄氏度;它是这样规定的:把冰水混合物的温度规定为零摄氏度,把标准大气压下沸水的温度规定为100摄氏度,0℃到100℃分成100等份,每1份就是1℃。
低于0℃用负数表示例:37℃读作37摄氏度-45℃读做零下45摄氏度4、体温计:○1 结构、量程、分度值○2使用5、实验用温度计的使用:探究:怎样使用?要注意些什么问题?总结:(1)使用前观察量程……所测温度不能超过或低于量程认清分度值……每小格代表的数值(2)使用时①温度计的玻璃泡全部浸入液体中,不要碰到容器底或壁② 待温度计的示数稳定后再读数③ 读数时温度计的玻璃泡继续留在被测液体中,视线与温度计液柱的上表面相平(让学生读数,把结果写出来)……单位三、达标练习:完成物理时习在线中的本节内容。
探究斜面的机械效率
【实验目的】探究当时,斜面的机械效率与的关系。
【实验原理】
请思考:1.怎样计算总功:
2.怎样计算有用功:
3.实验中需要测量哪几个物理量:
【实验装置】
【设计并进行实验】
一、实验过程:
①测量,记录数据;
②把小木块用弹簧测力计沿斜面向上拉;分别记录拉力、木块沿斜面移动的距离、木块上升的高度;
③改变斜面的,重复步骤②的操作,再测两次斜面的机械效率。
二、记录数据:
斜面倾斜程度木块重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
沿斜面移动
距离s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效
率
较缓 5
较陡 5
最陡 5
三、注意事项:
①要拉动物体。
②拉力要与斜面。
③及时记录数据。
【结论】当相同时,斜面越平缓越力,机械效率越。
【补充】当相同时,斜面越光滑越力,机械效率越。
机械效率教学反思机械效率教学反思「篇一」学生在学习简单机械及功的有关内容后展开对本节的学习,由于机械效率概念涉及到“总功”、“有用功”、“额外功”等概念,而功的概念本身又比较抽象,因而要区分并理解这些概念,对初中生来说,有一定的难度。
要能轻松自如地解决有关机械效率的问题,关键是真正弄清有关概念,并能正确地加以区分,所以本教学设计以及实际教学中在有用功、额外功、总功的概念理解上花的时间比较多。
同时提高机械效率的方法、途径与实际生产生活联系紧密,在实际教学中本设计通过小组实验及多媒体展示帮助学生理解分析。
利用不同方式把沙送到三楼的情景图片,让学生在感性的环境中分析有用的与无用的事件为下面有用功、无用功及总功的得出及理解做好铺垫同时也大大激发了学生的学习兴趣。
利用学习任务单为学生的自主学习指引方向使自主学习有的放矢。
在实验设计阶段不同的小组发表自己的意见利用实物投影进行交流展示,并对自己设计的不当之处进行了矫正,许多实验中的细节问题得以体现与解决,对如何提高实际生产生活中的机械效率等问题亦有了更好的理解,明确了机械效率在实际中的意义。
机械效率教学反思「篇二」机械效率是本章的难点,学生不好理解,因为它和前面的滑轮组相结合,如果前面的内容欠账了,那今天的内容就不好接受,今天讲完新课我就发现了这个问题,另外,机械效率还涉及到学生对有用功和总功的理解。
所以,我讲完一个班之后发现我的教学设计存在几点问题:首先,应该让他们先复习一下滑轮组的相关内容,然后通过实验和记录的相关数据分析得到有用功和总功的概念,紧接着在讲解机械效率,这样就会有不错的收效。
从而,分析实验结论还能得到其他几个重要的结论。
所以,教学设计的顺序是很重要的。
让我最头疼的是,当我向学生举例子向楼上运东西的例子,学生都能听懂。
带学生分析相关例题,学生也能接受。
可一旦要学生自己做相关习题,就怎么也弄不明白――为什么提重物的功是有用功,拉绳子的功就是总功呢?看着同学们疑惑的目光,我也只是暗暗叹气!我在课堂上出了一个这样的习题:用一个10N的桶将100N的水提出十米深的水井(指水面到井口的距离),有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?让我惊喜的是,绝大多数同学很快都做出来了。
教学设计
1.通过示意图引导学生理解有用功、额外功、总功的概念。
1.基于对有用功、额外功、总功的认识,重新审视之前的实验数据,指出其中的有用功、额外功、总功。
2.请学生从能量传递的角度比较不同机械性能的优劣。
3.出示新的实验数据,问学生是否还可以根据额外功来比较机械传递能量时性能的优劣?
4.再次用示意图引导学生审视使用机械做功的过程,并引导学生产生用“比例”来比较的意识。
5.出示两种比例,先承认两种比例的“可比较性”,然后从人类的思维习惯方面,交代人们实际上采用。
第二节机械效率1.用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪能部分是额外功,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?2.使用功力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm,手向下压杠杆的力是220N,手下降的高度是cm,人做的总功是J,有用功是J。
3.如图所示的装置中,滑轮组的机械效率为80%,货物重为400N。
若用力F的货物匀速提升2m。
求:(1)提升货物时做的有用功;(2)F所做的总功及额外功;(3)F的大小。
4.如图所求,用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动,物体A重为20N,受到的摩擦力是物重的0.2倍,水平拉力F为2.5N,则在2s内拉力做的功是J,滑轮的机械效率是。
(不计滑轮重力)例5.小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图所示的实验装置,她们分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
(1)小红向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为0.5N;同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如钩码重(N) 弹簧测力计提升的高度(m) 有用功(J) 总功(J)机械效率2 0.4 0.2 0.2 100%(2)小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现的错误。
请你帮助找出原因:。
(3)该滑轮组的机械效率实际为:。
(4)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将。
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
例6.在做“滑轮组的机械效率”的实验中,小明和同学们测得图中甲、乙两个滑轮组的机械效率不同。
(1)实验后小明想;对于同一个滑轮组,它有机械效率是否不变呢?经过思考后他认为:即使图甲那样已绕好的滑轮组,机械效率也不是固定的,还应该与有关。
并用实验证明了自己的猜想是正确的。
你认为小明的实验方法是。
(2)小明将自己所做的上述实验告诉其他的同学,大家探究的欲望更加强烈,大家认为,用滑轮组提升重物时,提升动滑轮所做的功是没有用的,所以也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。
课题15.2、机械效率课型新授
教学目标知识
技能
1、通过对事例的分析,了解什么是有用功、额外功和总功。
2、理解什么是机械效率。
过程
方法
通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单科学探究计划和
实验方案。
情感
态度
通过探究斜面的机械效率激发学生探究科学的热情。
教学重点通过探究加深对机械效率的理解
教学难点引导学生提出问题后,要让学生独立完成探究过程。
教学用具斜面、测力计、木块、刻度尺等
教学过程设计
教学内容及教师活动学生活动设计意图情境引入
引言:现代社会是讲效率的社会,时时处处都要讲效率;例如工作效率、学习效率等;使用机械做功时也要研究机械效率,什么是机械效率呢?今天我们就来研究这个问题。
合作探究
1、有用功、额外功、总功
学生阅读课本第107页“想想议议”
提问:(1)图中需要完成的任务是什么?(2)说出三种办法各对哪些物体做了功?(3)哪些功是对我们有用的?(4)哪些功是我们不需要但又不得不做的功?
师:完成任务必须做的功叫有用功;要完成任务不想做但又不得不做的功叫额外功,有用功与额外功的和叫总功。
(5)你认为这三种办法哪种好?为什么?
2、机械效率
总结上述结论: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。
机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率;W有表示有用功;W总表示总功。
机械效率是一个比值,用η来表示机械效率。
公式:η=W有/W总
从机械效率的定义你认为这个物理量有什么特点?特点:机械效率没有单位,是一个总小于1的值,通常用百分数表示。
学生谈谈自己对
效率的理解并说
说自己的学习效
率,初步理解效
率的概念。
学生阅读。
思考、回答问题。
(1)把沙子运到
三楼。
(2)第一
种:桶、人体、
沙子;第二种:
滑轮、桶、沙子
等;第三种:滑
轮、袋子、沙子
等(3)沙子(4)
人体、桶、滑轮。
学生理解有用功
和额外功的含
义。
学生讨论、判断、
回答。
第三种办法好,
因为第三种办法
做的额外功少。
学生理解,记忆
机械效率的定
义。
通过社会中
的效率问题
来引入新课。
通过学生阅
读初步让学
生了解哪些
功有用,哪些
功无用但又
不得不做。
培养学生收
集、处理信息
的能力,以及
自主学习的
能力。
学生思考,归纳
机械效率的特点
教学内容及教师活动学生活动设计意图
例如总功是500J,有用功是400J,机械效率是η=
400J/500J=80%。
计算:第107页将沙子运到三楼的三种办法的机械效率分别是
多少。
学生阅读课本第108页“讲效率的社会”及提高机械效率的重
要意义和方法。
例题:起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m,而它的电动
机所做的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少?
3、斜面的机械效率
前面我们学习了几种简单机械,实际上使用任何机械都会
不可避免的做一些额外功,这样使得有用功总是小于总功,有
用功占总功的百分比就是机械效率,我们用它来描述利用机械
做功的效率,
我们利用斜面做功时,目的是把物体抬到一定高度处。
我
们不把它竖直提升,而是沿着斜面把它拉上去,这是为了省力。
演示:请看这里,沿斜面拉物体时,什么是有用功?什么是总
功?如何计算斜面的机械效率?
那么斜面的机械效率究竟与哪些因素有关呢?
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、与斜面的粗糙程度有
什么样的关系?
请同学们根据提出的问题和做出的猜想,每一小组选择其
中的一个问题进行实验,设计实验的方案。
下面请同学们根据设计的实验方案,选择桌面上的器材进
行实验。
完成下表:
实验次数斜
面
坡
度
斜
面
材
料
斜面
高
/m
小车
重
/N
有用
功
/J
斜面
长度
/m
拉力
/N
总功
/J
机
械
效
率
1较缓
2较陡
3
最
陡
分析实验数据,你能得出什么结论?回想实验的过程,影
响实验的误差是什么?
课堂小结:1、机械效率的定义及各个功的物理意义学生理解、计算
三种方法的机械
效率。
学生阅读,归纳
提高机械效率的
方法。
学生计算起重机
的机械效率。
观察思考,回答
问题。
直接提升
重物做的功为有
用功,而沿斜面
拉物体的拉力做
的功为总功。
学生思考,提出
猜想。
(斜面的机械效
率与斜面的倾斜
程度有关系。
斜
面的机械效率与
斜面的粗糙程度
有关系……)
学生继续猜想,
(在斜面高一定
时,斜面的倾斜
程度越大,机械
效率越高;在斜
面的长、高一定
时,斜面越光滑,
机械效率越大。
)
通过计算使
学生能基本
掌握机械效
率的计算。
了解效率在
社会生活中
的应用。
培养学生分
析、解决实际
问题的能力。
使学生进一
步领会研究
物理问题的
方法,培养严
谨求实的科
学态度和团
结协作的科
学精神。
2、会用实验来探究斜面的机械效率与哪些因素有关小组实验,同时
完成记录数据表格。
小组讨论回答。
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。
你学到了什么?回顾所学知识纳入知识系统
课堂练习一、课内练习
1、下列说法中能提高机械效率的是()
A、增加有用功
B、减小机械间的摩擦
C、减小总功
D、减小机械质量
2、下列说法中正确的是()
A、机械效率越高的机械做功越快
B、机械效率越高的机械做功越多
C、机械效率可提高到100%
D、机械效率总小于1
3、分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度,做的有用功()
A、杠杆最多
B、动滑轮最多
C、滑轮组最多
D、一样多
二、课外练习
1、动手动脑学物理
2、下列说法中正确的是()
A、用水桶从井中打水的时候,对桶做的功是有用功
B、用水桶从井中打水的时候,对水做的是总功
C、桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D、桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
3、把木板搭在汽车上,把一个重为600N的货物推到车上,这时木板成为一斜面,已知斜面长为3m,高为1m。
求:(1)设斜面是光滑的,人的推力为多大?(2)实际斜面不光滑,人的推力为250N,斜面的摩擦力为多大?(3)斜面的机械效率为多少?(4)额外功为多少?
板 书 设 计
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关
教 学 反 思
总功
有用功
额外功
机械效率
概念 公式。