《機(jī)械效率》教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間：2021-06-11 19:00:09 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

關(guān)于《機(jī)械效率》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　【教學(xué)目標(biāo)】

關(guān)于《機(jī)械效率》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　1．通過實(shí)驗(yàn)探究知道動滑輪提升重物時(shí)，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，并清楚他們之間的關(guān)系；

　　3．知道什么叫機(jī)械效率及其計(jì)算方法，并利用上述實(shí)驗(yàn)探究的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)械效率，知道機(jī)械效率點(diǎn)小于1；

　　4．通過實(shí)驗(yàn)探究影響機(jī)械效率的因素，找出提高機(jī)械效率的方法。

　　【教學(xué)重點(diǎn)】

　　通過實(shí)驗(yàn)探究知道機(jī)械效率的存在。

　　【教學(xué)過程】

　　教師活動內(nèi)容、方式

　　學(xué)生活動方式

　　一、引入

　　在使用簡單機(jī)械提升或移動物體時(shí)，我們要對機(jī)械做功，機(jī)械又要對物體做功，那么我們對機(jī)械做功和機(jī)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(shè)計(jì)方案：

　　2．需測量的物理量和使用工具：

　　3．實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：

　　A、測拉力時(shí)，應(yīng)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(shù)均不方便。

　　4．設(shè)計(jì)表格，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格。

　　5．得出結(jié)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，將鉤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(shí)，需克服摩擦力作功，還要克服動滑輪的重力做功，這部分功雖然并非我們所需要的，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(xué)生復(fù)習(xí)列舉出常用的簡單機(jī)械。

　　學(xué)生設(shè)計(jì)方案并指出測量功的步驟。

　　將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表格并得出結(jié)論。

　　記作W總，則總功應(yīng)等于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說明有用功、額外功、總功。

　　3．使用斜面時(shí)：將重物舉高h(yuǎn)所做的功（Gh）為有用功；使用斜面時(shí)，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(jī)械效率

　　1．定義：物理學(xué)中有用功與總功的比值叫機(jī)械效率。用η表示。

　　2．表達(dá)式：

　　3．說明：

　　①機(jī)械效率是有用功在總功中所占比例的多少，是一個(gè)比值，所以是一個(gè)無單位的物理量。

　　②因?yàn)閃有用總小于W總，所以機(jī)械效率η總小于1。

　　③機(jī)械效率是描述機(jī)械性能優(yōu)劣的物理量，機(jī)械效率高的機(jī)械性能優(yōu)良。機(jī)械效率的高低與所使用的機(jī)械工作時(shí)是否省力、及省力多少無關(guān)；與機(jī)械工作時(shí)的快慢程度無關(guān)；與機(jī)械工作時(shí)所完成的功的數(shù)量多少也無關(guān)．

　　4．活動：

　　①根據(jù)上述測量結(jié)果計(jì)算不同情況下動滑輪的機(jī)械效率；

　　②實(shí)驗(yàn)、討論動滑輪的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？如何才能提高它的機(jī)械效率？

　　5．例題：

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

　　（2）由于在使用杠桿時(shí)的摩擦非常小，故杠桿是一種機(jī)械效率非常高的簡單機(jī)械，若用一根機(jī)械效率為90%的杠桿將一個(gè)18．0kg的物體提升50cm，需要做多少總功？（g=10N/kg）

　　三、學(xué)生總結(jié)歸納；

　　四、課堂訓(xùn)練。

　　指出在撈水桶、用水桶打水、使用斜面時(shí)的有用功、額外功、總功。

　　學(xué)生討論、總結(jié)。

　　學(xué)生活動：計(jì)算不同情況下動滑輪的機(jī)械效率；實(shí)驗(yàn)、討論動滑輪的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)？如何才能提高它的機(jī)械效率？

　　計(jì)算例題

　　學(xué)生總結(jié)

　　(可就所學(xué)的.幾種機(jī)械討論)

　　課堂訓(xùn)練

　　【課堂訓(xùn)練】

　　1．利用動滑輪提升物體，你能區(qū)別有用功和額外功嗎？

　　2．什么是機(jī)械效率？機(jī)械效率的大小可能大于1嗎？為什么？

　　3．關(guān)于功、功率、機(jī)械效率，下列說法中正確的是（）

　　A．物體受力且運(yùn)動時(shí)，力對物體就做了功

　　B．功率大的機(jī)器做功一定多

　　C．功率大的機(jī)器做功就快

　　D．做功快的機(jī)器其機(jī)械效率一定高

　　4．如圖所示的滑輪組，不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動摩擦。重物G=200N，每一個(gè)滑輪重25N。當(dāng)繩自由端拉力F拉力為N時(shí)，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(jī)械效率

　　B．提高了功率

　　C．改變了動力的方向

　　D．節(jié)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(jī)械效率為______。

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

　　8．兩臺機(jī)械完成的有用功之比W1：W2＝4：7，它們的機(jī)械效率分別為η1＝60％，η2＝75％，則兩臺機(jī)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(jī)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(jī)械效率為80％，則此過程中有用功為J，額外功為J。若不計(jì)滑輪摩擦及拉線質(zhì)量的影響，則可知動滑輪重N，當(dāng)提升重物為400N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為。

　　11．芳芳和蘭蘭運(yùn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測定了滑輪組的機(jī)械效率，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，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(jī)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(guān)；

　　猜想2 可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；

　　猜想3 可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；

　　猜想4 可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)。

　　芳芳和蘭蘭分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。

　　（1）請幫助蘭蘭完成表中的一項(xiàng)計(jì)算；

　　（2）請根據(jù)她倆的實(shí)驗(yàn)記錄，分別在表中寫出探究結(jié)果。

　　（3）歸納她倆的實(shí)驗(yàn)探究，你所得的結(jié)論是：。

　　12．一保潔工人，要清洗一高樓的外墻，他使用了如圖所示的裝置進(jìn)行升降，已知工人的質(zhì)量為60kg，保潔器材的質(zhì)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(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）。