2019-2020学年八年级物理下册 第十二章 简单机械 第3节 机械效率教案 （新版）新人教版

第3节机械效率【教学目标】1、知识与技能了解什么是有用功、额外功和总功。理解什么是机械效率。2、过程与方法通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。3、情感态度和价值观在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。【教学重点】知道有用功、额外功和总功，理解机械效率。测量滑轮组的机械效率。【教学难点】测量简单机械的机械效率。【教学方法】演示法探究交流【教学用具】砝码一盒、弹簧测力计、滑轮、细线、刻度尺、多媒体课件等。【课时安排】1课时【教学过程】一、创设情境导入新课知识巩固1、什么是功？功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。2、功的计算式是什么？W=Fs3、使用动滑轮的优缺点是什么？省力但费距离从生活中遇到的效率引入物理学中的机械效率，从而引入新课。二、探究新知（一）有用功和额外功实验演示：使用动滑轮是否省功1、如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。2、如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。甲乙这两次拉力所做的功一样吗？为什么？甲图中拉力所做的功：W甲=F甲s甲=2N×h乙图中拉力所做的功：W乙=F乙s乙=1.2N×2h所以W甲W乙实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力做功反而多一些。这说明，使用动滑轮省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。有用功：对人们有用的功。额外功：人们不需要而又不得不做的功。总功：有用功加额外功。W总=W有+W额思考一用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。思考二如果桶掉到井里，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？二、机械效率1、定义：有用功跟总功的比值2、公式：η＝额有有总有讨论：Ｗ额＞０，Ｗ总＞Ｗ有所以η＜１Ｗ额＝０，Ｗ总＝Ｗ有所以η＝１（理想状态）注：机械效率常用百分数来表示。例题起重机把质量为0.5t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？g取10N/kg。解起重机匀速提升重物所用的力：F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N起重机提升重物所做的有用功W有=Fh=5×103N×3m=1.5×104J起重机的机械效率：%4444.0104.3105.144JJWW总有巩固练习一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？解起重机做的有用功、总功为：W有=Fs=Gh=3600N×4m=1.44×104JW总=W有+W额=1.44×104J+9600J=2.4×104J机械效率：%606.0104.21044.144JJWW总有小资料起重机的机械效率一般为40-50℅滑轮组的机械效率一般为50-70℅抽水机的机械效率为60-80℅三、测量滑轮组的机械效率【实验目的】1．学习安装滑轮组。2．学习测滑轮组的机械效率。3．分析得出提高滑轮组机械效率的方法。【实验原理】%100sG%100FhWW总有用η讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？钩码重G拉力F钩码上升的高度h拉力通过的距离s【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。播放测量滑轮组实验视频播放提高机械效率的方法视频提高机械效率的方法1、减小机械间的摩擦力。例如：加强机械运动部位的润滑.2、改进机械的结构，减小机械自重例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。3、增加物重。知识拓展探究斜面的机械效率提出猜想斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关。实验器材长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺实验装置实验过程1、测量小车的重量，记录数据；2、把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。3、改变斜面的倾斜程度，重复步2。注意事项要匀速拉动物体；拉力要与斜面平行；及时记录数据。记录表格结论：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，机械效率越高分析：当斜面长度、高度、物重都相同时，斜面越粗糙，摩擦力越大，拉力越大，总功越大，有用功不变，机械效率越低。结论：斜面越粗糙，机械效率越低。三、课堂小结(板书)一、有用功：对人们有用的功额外功：人们不需要而又不得不做的功。总功：有用功加额外功。二、机械效率：有用功跟总功的比值公式：η＝额有有总有三、测量滑轮组的机械效率四、课堂练习1、如图所示，搬运工人用滑轮将重为425N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s。则此过程中有用功是1700J，额外功是300J，滑轮的机械效率是85%。2、用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（C）A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%3、利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（C）A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%如图斜面长6m、高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是750W；该斜面机械效率是80%。