《机械效率》沪科版教学设计初中物理

机械效率指有用功与总功的比值,用符号η表示,计算公式为η=W有/W总*100%。生活中机械效率的应用有起重机、汽油发动机、柴油发动机、滑轮组、滑轮组等。下面是应届毕业生小编为大家搜索整理的《机械效率》沪科版教学设计初中物理,希望对大家有所帮助。

《机械效率》沪科版教学设计初中物理

  教学目标:

1、知识与技能:

(1) 知道W总、W有用、W额外的含义,并清楚他们之间的关系;

(2) 知道机械效率的定义;

(3) 知道机械效率的表达式,理解机械效率总小于1;

(4) 会用公式计算有用功、额外功、总功;

(5) 知道提高机械效率的主要方法。

2、过程与方法:

(1) 通过科学探究活动,培养学生观察、分析、比较、概括和应用知识解决问题的能力;

(2) 通过实践活动,培养学生的动手能力,提高实验操作能力:包括组装滑轮组、使用弹簧测力计及其刻度尺等;

(3) 通过参与探究滑轮组机械效率的活动,使学生加深对有用功、额外功和总功的认识;学习拟定简单的科学探究计划和实验方案

3、情感、态度与价值观:

(1) 激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力;

(2) 在教学活动中培养学生与他人合作的意识,相互交流的能力。

 教学重点:

通过实验探究知道机械效率的存在,并会测算滑轮组的机械效率。

教学难点:

正确理解机械效率的概念。

 教学方法:

探究、讨论、归纳、总结

 教具准备:

弹簧测力计、米尺、滑轮、线绳、木板、木块等。

 课时安排:

2课时

 教学过程:

  [新课引入]

在使用简单机械提升或移动物体时,我们要对机械做功,机械又要对物体做功,那么我们对机械所做功和机械对物体做功相等吗?

 [新课教学]

一、活动:以动滑轮为例,比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。

1、设计方案:

2、需测量的物理量和使用工具:

3、实验注意事项:

(1)测拉力时,应匀速拉动弹簧测力计。

(2)绳自由端的拉力方向以竖直向上为宜,若方向向下,操作、读数均不方便。

4、设计表格,进行多次实验,将实验数据填入表格。

钩码重

G/N

钩码上升高度h/m

拉力

F/N

测力计上升高度s/m

手拉绳做的功/J

动滑轮对重物做的功/J

5、得出结论:手拉绳所做的功与动滑轮对重物所做的功是_______(相等或不相等)的。

  二、有用功、额外功、总功

1、在上面的活动中,将钩码提升至一定的高度是我们的目的,所做的功叫做有用功,记作:W有用;在使用动滑轮提升重物时,需克服摩擦阻力做功,还要克服动滑轮的重量做功,这部分功虽然并非我们所需要的,但又不得不做,我们将它叫做额外功,记作:W额外;而我们把手的拉力(即动力)对动滑轮做的功叫做总功,记作:W总。

2、进一步以用水桶打水为例说明有用功、额外功、总功。且得出总功应等于有用功与额外功之和。即W总=W有用+W额外。

3、再次以使用斜面为例说明:将重物提高h所做的功Gh为有用功;使用斜面时,沿斜面的推(拉)力所做的功Fs为总功;服摩擦力所做的功为额外功。

 三、功的原理

功的原理——在使用机械时,动力对机械所做的功,总等于机械克服所有阻力所做的功。即使用任何机械都不能省功。

1、动力对机械所做的功,即总功。

2、机械克服所有阻力所做的功包括克服有用的阻力,如物体的重力,物体与地面的摩擦力等,还包括克服额外的阻力所做的功,如动滑轮重、绳和动滑轮间的磨擦等。即包含了有用功和额外功。

3、理想情况下,(即:不计磨擦,动滑轮重等时)W额外=0,所以有:W总=W有用

4、一般情况下,额外功不能为零,则有:W总=W有用+W额外

  四、机械效率

1、定义:物理学中把有用功与总功的比值叫机械效率,用η表示。

2、表达式:

η= W有用 /W总 ×100%

3、例题:

用一个动滑轮,将200 N的物体匀速提升2m,所用的拉力为120 N,此动滑轮的机械效率是多少?(强调解题规范及注意事项)

4、说明:

①机械效率是有用功在总功中所占比例的多少,是一个比值,所以是一个无单位的物理量,用百分比来表示。

②因为W有用总小于W总,所以机械效率总小于1。(为什么?可请学生回答分析)

③机械效率是描述机械性能优劣的.物理量,机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关;与机械工作时的快慢程度无关;与机械工作时所完成的功的数量多少也无关。

 五、课堂练习:

(1)用定滑轮缓慢提升质量为20kg的物体,所用拉力为220N,当物体提升2m时,求有用功、总功和动滑轮的机械效率。(g=10N/kg)

(2)由于在使用杠杆时的摩擦非常小,故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械,若用一根机械效率为90%的杠杆将一个18.0kg的物体提升50cm,需要做多少总功?(g=10N/kg)(提示后可让学生课后解答)

六、课堂活动:

1、影响滑轮组的机械效率的因素——课本图10-34(机械效率相等吗?)

将实验数据记入课本表格内。

(1)实验、讨论滑轮组的机械效率与哪些因素有关?如何才能提高它的机械效率?

(2)学生归纳总结:

①增加物重;

②减小机械自重;

③减小滑轮转动时的摩擦阻力。

2、影响斜面机械效率的因素:

(1)光滑程度相同时,木板的倾斜角度越小,机械效率越小;

(2)木板的倾斜角度相同时,木板越光滑,机械效率越大。

课堂小结:

1、有用功、总功、额外功、机械效率;

2、探究机械效率的变化,提高机械效率的方法。

 布置作业:

课本作业第1、3、4题。