9.5 机械效率讲解

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课题 第五节 提高机械的效率 课型
新授

课标与教材 课标要求:1、
理解机械效率。

2、在实验探究
的过程中,培养学生
设计实验、收集实验
数据、从实验中归纳
科学规律等能力。

【教学重点】理解机
械效率的概念及.区别有用
功、额外功、总功。

【教学难点】 用公
式进行简单的计算。会测
滑轮组的η。理解S与h
的关系。

学情分析 用实验探究法探究“机
械效率总是一定的
吗”?这个问题时,要
引导学生讨论实验方
案,学生通过本学年
的学习,已经具备了
初步的设计实验、动
手实验的能力,因
此,讨论实验方案
时,允许学生提出不
同的实验方法,从中
选出最好的方案。

教学目标
【知识与技能】
1、 知道什么是有用功、
额外功和总功。

2、 知道什么叫机械
效率,知道计算公式,知
道机械效率点小于1。

3、 知道提高机械效
率的意义和主要方法。

能力目标:1、从具体
应用中理解有用功和
总功

2、通过实
验探究知道机械效率
并不是一定的

【过程与方法】
通过观察、动手、比
较,认识机械效率不
是一定的

【情感、态度与价值
观】

培养学生将科学知识
应用于社会实践和生
活的意识。培养学生
对科学知识的求知欲
望,乐于探索自然现


象和日常生活中的物
理学原理的意识。

教学方法与媒体 首先从实验探
究出发,让学生通过
比较的方法发现问
题,从中自然的引出
总功、额外功和有用
功三个概念,以及有
用功和额外功的关
系。

教具准备
铁架台、弹簧测力
计、有一个动滑轮和一个
定滑轮组成的滑轮组、有
两个定滑轮和两个定滑轮
组成的滑轮组、长约两米
的细绳。

师 生 活 动 过 程
一、演示(按图1装置)并提问。
用图1的滑轮来提升重5牛的物
体,应用功的原理求在细绳端需要加
多大的拉力?(动滑轮重忽略不计)

要求一名学生板演,其他学生在
笔记本上演算,教师讲评并给出正确
解答。


二、进行新课
1.有用功、额外功和总功
(1)演示实验:用弹簧秤匀速拉
动绳端,使重物G升高。从弹簧秤读
出拉力F的值,用刻度尺测出重物提
升的高度h和弹簧秤移动的距离s。

以下边讲边板书:
“实验数值G=5牛,h=0.5米,F
=3牛,s=1米。

弹簧秤的拉力(动力)对动滑轮做的
功:W动=F·s=3牛×1米=3焦,提
高重物,动滑轮克服阻力做的功:W
阻=G·h=5牛×0.5米=2.5焦”

(2)提问:由实验可以看到W
动>W阻,这是为什么?

学生回答,教师总结:前面研究
简单机械时,我们没有考虑摩擦,没
有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮
本身重等因素,是理想情况。实际
上,我们用动滑轮等简单机械提升重
物时,由于要克服摩擦以及不得不把
动滑轮一起提升,这时我们用的力
(动力)就比没有摩擦时要大(该实
验中,理想情况下拉力是2.5牛,而实
际的拉力是3牛)。做的功要比没有
摩擦时大一些(该实验中,不考虑摩
擦时动力做的功是2.5焦,而实际动力
对滑轮做的功是3焦)。
(3)总结并边讲边板书
①在用动滑轮提高重物的实验
中,用来提高物体的功对我们是有用
的,是必须做的。

板书:“1.有用功(W有用):
利用机械工作时对人们有用的功叫有
用功”(注意,本节标题暂不出)

问:本实验中的有用功是多少?
答:W有=G·h=5牛×0.5米=2.5
焦。

②本实验中,用来克服摩擦做的
功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们
没有用,但又不得不做的功,这种功
叫额外功。使用任何机械做额外功是
不可避免的。

板书:“2.额外功(W额外):对
人们没有用,但又不得不做的功叫做
额外功”

③本实验中,有用功加额外功是
总共做的功,叫总功。

板书:“3.总功(W总):有用
功与额外功的总和叫总功”

问:本实验中总功W总=?
答:W总=F·s=F·2h=3牛×1米
=3焦。
问:本实验中做的额外功是多
少?

答:W额外=W总-W有用=3
焦-2.5焦=0.5焦。

2.机械效率
问:根据以上实验,你能算出有
用功在总功中占的百分比吗?

学生演算,答出计算过程和结
果。答:83.3%。

教师小结并板书:“4.机械效
率:有用功跟总功的比值叫机械效率”

板书:补写本节标题:“18。4、
机械效率”

有用功总小于总功,所以机械效
率总小于1”

教师指出:表示机械效率的字母
的读音。机械效率用百分数表示,没
有单位。

问:某起重机的机械效率是
70%,它表示什么意思?

答:使用起重机提升重物时所做
的有用功跟总功的比值是70%,也可
以说有用功在总功中占有70%,另
30%做的是额外功。

3.例题分析讨论
例题:课本P169
要求学生板演,教师讲评。
教师小结:解答这类问题首先要
认真审题,弄清已知条件。其次要注
意,用滑轮组提起货物的高度与人把
绳子末端拉下的距离之间的关系。还
要分清总功和有用功。总功是人利用
滑轮提升货物时总共做的功,也就是
人拉绳子的力做的功(或说动力对滑
轮组做的功),计算时,功(W总)
=拉力(F)×绳端所通过的距离
(s)。有用功是指滑轮组克服货物所
受重力竖直升高所做的功,计算时,
有用功(W有用)=F·s。因为货物匀
速上升,所以滑轮对货物拉力的大小
等于货物重,即F=G。货物提升的高
度s用字母h表示(要与动力通过的距
离s加以区分)。所以,有用功(W
有用)=货物重(G)×货物提升ツ高
度(h)。

应该指出,在涉及机械效率问题
时,功的原理也是适用的。这时动力
所做的功等于机械克服阻力所做的
功。使用机械时仍不省功,而且还要
不可避免地做额外功。
布置学生讨论课本上的“想一
想”:有用功一点都不能“省”,额外功
可以想办法“省”掉一些。

4.实验探究:

F S W总 G h
W


η

实验步骤:
1.按图把滑轮组装好,并记下钩码和
弹簧称的位置;

2.匀速拉动弹簧称,使钩码G升高,
从弹簧称读出拉力F的大小,用刻度
尺测出钩码提升的高度h和弹簧称移
动的距离s,填入表格。

3.算出有用功,总功和机械效率,填
入表中

4.组装另一组滑轮组,重做1,2,
3。

讨论:
1.在用滑轮组提升重物的过程
中,哪部分是有用功,哪部分是额外
功?B要测出机械效率,需要知道W
有用W总,为此需要测出哪些物理
量?应如何测。
2.教师示范演示测η的全过程,注意
提醒学生重点部分和容易出错的地
方。

板书设计
第五节
提高机械的效率
一、有用功、额外功和总功
1.有用功(W有用)
使用机械时,机械对物体做的功
是人们需要的,叫有用功。

2.额外功(W额外)
克服机械本身所受重力和摩擦力
所做的功还是人们需要的而是不得不
额外做的功,叫额外功。

3.总功(W总)
有用功跟额外功的总和,叫总
功。

二、机械效率
1.有用功跟总功的比值叫做机械
效率。

2.计算公式
教后记