第1课时认识机械效率导学案第3节机械效率初中物理人教版八年级下册教学资源

第3节机械效率第1课时认识机械效率课题认识机械效率课型新授课教学目标知识与技能1.能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功.2.理解什么是机械效率.过程与方法1.通过思考和讨论，知道W有用\,W额外\,W总的含义并清楚它们之间的关系.2.通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率η1.3.会正确进行有用功、总功、机械效率的计算.情感、态度与价值观培养学生自主学习、分析问题和归纳问题的能力，激发学生的求知欲.教学重点理解机械效率的概念，理解额外功产生的原因，并能运用公式η=W有W总×100%进行计算.教具准备沙子、塑料桶、塑料袋、细绳、弹簧测力计、滑轮、刻度尺、多媒体课件等.教学教学难点知道机械效率η＜1，理解有用功、额外功、总功之间的联系和区别.教学课时1课时课前预习1.为达到某一目的必须做的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功叫额外功；使用机械时，动力所做的功叫总功，它是有用功和额外功之和.三者的关系用字母表示：W总=W有+W额.2.物理学中，将W有与W总的比值叫做机械效率，用字母η表示，则机械效率的计算公式是WW有总.3.由于任何机械本身都有重力，转动部分都存在着摩擦，所以使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总是小于1，使用任何机械不省功.巩固复习教师引导学生复习上一节的内容，并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.新课导入师房屋装修时，要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法？请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？学生发表各自的看法.师同学们说得很好，下面我们就以一个实验来探讨这个问题.进行新课活动探究教师选取动滑轮、塑料桶、塑料袋（重力忽略不计）提起沙子进行实验（可让学生实验）：第一次用塑料桶盛装一定重力的沙子进行实验,如图甲；第二次用塑料袋盛装相同重力的沙子提起相同高度进行实验,如图乙.把记录结果填在设计的表格中.进行新课师巡视指导，对动手能力弱的同学给予适当的帮助，师可参与一起实验，并提醒学生在拉动弹簧测力计时要注意匀速竖直向上缓慢拉动，并在拉动过程中读数.用刻度尺测量沙子上升的高度和手移动的距离（这个也可以不测量，动滑轮自由端移动距离是物体上升高度的2倍）.知识点2有用功、额外功、总功师请同学们说出你们探究的结果，哪种情况下做功多些？生：（齐声回答）当然用塑料桶装提起时做功多些.师为什么呢？生：塑料桶重些，塑料袋轻些.教师引导学生分析，在提起沙子的过程中，对沙子做功的同时，还要做哪些功呢？生：对塑料桶做功，对滑轮做功，对绳子做功，对滑轮轴间的摩擦力做功……师那我们真正需要的是对什么物体做的功？生：当然是对沙子做的功.师对啦，对沙子做的功才是对我们有用的功，我们把这样的功叫做有用功.对其他做的功是无用功，称为额外功，这部分无用的功，能不能不做呢？生：当然不能！师为什么？生：因为我们必须依赖塑料桶（或塑料袋）装沙，依赖动滑轮提起.师正确，额外功尽管对我们无用，但却又是不得不做的功，无法回避的功.师那实际我们在利用滑轮提起沙子时，所做的功包含有对沙子做的功，对动滑轮、塑料桶（或塑料袋）、绳子重力做功及轴间摩擦力做功，把这些功之和称为总功.师请同学们说说总功包括哪些功？生：总功包括有用功和额外功.师很对，总功等于有用功和额外功的总和.规律总结：计算有用功、额外功和总功的方法.（1）总功的计算方法.①定义法：.WFs总②总功等于有用功和额外功之和，即有总额.③公式法：1WW额总或.WW有总（2）有用功的计算方法.①定义法：WGh物有.②有总额.③公式法WW有总（3）额外功的计算方法.①定义法：WGh动额，.WFs摩额②有总额.③公式法1-WW总额小组问题探讨：用水桶从井中提水时，所做的有用功和额外功分别是什么？从井中捞桶时（桶内有水），所做的有用功和额外功又是什么？机械效率从上面实验和演示中可以看出，我们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好，即有用功占总功的比例越大越好，这样效率就越高.因此，物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率.例题1师用多媒体展示教材P86的例题.师组织学生分析、讨论、计算；展示学生解题过程；总结、评价.【课堂交流、小结与延展】通过学习本课内容，你有哪些收获？（请学生谈自己知道本课中哪些知识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励.）生1：有用功是对我们真正有用的功，而额外功是无用的，但又不得不做的功.生2：有用功与额外功之和叫做总功，总功总是大于有用功的.减少额外功，即可增大有用功占总功的比值，这样机械效率就增大了.生3：我知道了，再好的机械，其机械效率也不可能达到100%.最后，请同学思考下面题目.例题2如图所示用滑轮或滑轮组（单个滑轮的型号、重力相等）提起同一重物，其中机械效率最高的是（）解析：机械的自身重力影响机械效率的大小，那么用定滑轮、动滑轮分别提起同一物体时，定滑轮的机械效率大些.答案：B教学板书课堂小结通过本节课的学习，我们知道了什么是有用功、额外功和总功，理解了什么是机械效率，从而得到了机械效率的公式，并能进行计算.教材习题解答动手动脑学物理（P88）4.用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体匀速向上提起3m，拉力为150N.这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？4.解答：机械效率200366.7%.1506GhNmFsNm拉力的功率1506180.5FsNmPWts难题解答例题3用500N的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8m,可将滑轮组悬挂的重为1500N的物体匀速提高2m,则额外功占总功的百分比是（）A.25%B.75%C.15%D.85%解析：提升重物做的功为有用功150023000WGhNmJ有,拉力做的功为总功50084000WFsNmJ总.故额外功有总额=4000J-3000J=1000J，所以额外功占总功的百分比为100025%4000JJ.答案：A例题4下列说法中正确的是（）A.机械效率越高，机械做功一定越快B.做功越多的机械，机械效率一定越高C.功率越大的机械，机械效率一定越高D.做功越快的机械，功率一定越大解析:功率是表示机械做功快慢的物理量，功率大只表示机械做功快;机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量，机械效率高只表示机械对总功的利用率高.功率大的机械，机械效率不一定高;机械效率高的机械，功率也不一定大，所以A、C选项错误.做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，所以B选项错误.做功越快，功率一定越大，因为功率是表示做功快慢的物理量，所以D选项正确.答案：D布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思1.在区分有用功、额外功和总功时，可以让学生进行思考和讨论，明白对沙子所做的功是有用功，而对其他的如动滑轮、绳子、人自身重力等做的功，是无用而又不得不做的功，叫额外功.实际过程中使用机械做的功为总功.接着，教师规律总结：功、功率和机械效率的区别1.功物理意义：做功即能量的转化.定义：有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说明了物体做了功.符号：W公式：W=Fs单位：J2.功率物理意义：做功的快慢.定义：在单位时间内所做的功.符号：P公式：：WPt单位：W（国际单位）、kW、MW（常用单位）3.机械效率物理意义：反映机械性能的物理量.定义：有用功占总功的比值.符号：η公式：WW有总单位：无说明：①功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的；②功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系.教学反思还可以让学生结合实际事例相互交流与分析，从而加深理解有用功、额外功和总功的概念.2.理解机械效率时，可以结合身边使用机械的实例，设计数据计算有用功、额外功和总功，再计算机械效率，这样既熟悉了功的计算，同时加深了机械效率的理解.3.改变提起的物体的重力可以影响机械效率，教师可以设置“同一滑轮组提起不同重力的物体时，计算它的机械效率”的题目，让学生动手计算进行比较，来消除学生心里的疑惑（这个也可以留在下一课时中加深学生对这一问题的理解）.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：