苏科版物理初中九年级上册教案11.5机械效率

11.5机械效率教学目标【知识与技能】1．知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。2．理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算。3．会测算滑轮组的机械效率。4．知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。【过程与方法】  通过实验和分析,理解功和机械效率及影响机械效率的各种因素,并且最终能够从理论走向生活和生产。  【情感态度与价值观】 通过实验培养学生合作的团队精神、实事求是的科学态度以及理论实践相结合,主动探究寻求真理的科学精神。教学重难点【教学重点】有用功、额外功、总功及机械效率。【教学难点】同一机械的效率是可变的。教学过程一、导入新课现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率，使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。二、新课教学(一)有用功、额外功和总功日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处(或从高处搬到低处)。课件展示有关生活、生产中搬移物体的片段，引导学生观察。搬移物体过程中，可以用手直接搬，还可以利用机械。演示：(1)用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。(2)利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。(3)用动滑轮将该重物从低处匀速搬到高处。交流：这些实验中，如何测算人做功的多少？测算：测出上述实验中人所做的功。分析：利用机械时，所做的功为何多一些？讨论：哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？哪些功是我们不需要但又不得不做的功？学生经过思考、讨论，可以作答。分析：哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？哪些功是我们不需要但又不得不做的功？在学生回答的基础上，指出“有用功”“额外功”及“总功”的含义。-4- 1．有用功(W有用)：为达到目的人们需要且必须做的功。2．额外功(W额外)：对人们既无利用价值又不得不做的功。3．总功(W总)：动力所做的功。4．总功等于有用功和额外功的总和，即W总＝W有用＋W额外。典例解读 李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是(  )A．对桶所做的功是有用功B．对水所做的功是额外功C．对水所做的功是有用功D．对水所做的功是总功【解析】由题意可知，该同学的目的是把水提上来，所以对水所做的功是有用功；在提水的过程中，也要对桶和绳做功，这部分功是额外功。该同学对水、桶和绳做功的总和是总功。【答案】C(二)什么是机械效率讨论：(1)当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？(2)当你用动滑轮提升重物时，你希望选用什么样的滑轮？为什么？至此，引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。1．机械效率的定义：有用功与总功的比值。2．公式：η＝×100%3．讨论(1)机械效率的高低表示的物理意义是什么？(2)机械效率的单位是什么？(3)为什么机械效率总小于1？能不能等于1？(4)如何提高机械效率？4．练习如左下图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。如果工人将绳子匀速向上拉了6m，则泥桶上升了多少？滑轮组的机械效率是多少？典例解读 如右上图所示，拉力F＝80N，物体重G＝120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s＝4m，物体被提高的距离h＝2m，求：(1)拉力所做的有用功；(2)拉力所做的总功W总；(3)该滑轮组的机械效率η。【解析】关于滑轮组的机械效率，一般用有用功W有用＝Gh，总功W总＝Fs求解，另外s＝-4- nh(n为滑轮组承担物重的绳子股数)。【答案】(1)W有用＝240J；(2)W总＝Fs＝320J；(3)η＝×100%＝75%。(三)测算滑轮组的机械效率实验目的：测算滑轮组的机械效率。实验原理：η＝×100%讨论：(1)滑轮组工作中的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？(2)滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？(3)有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？(4)为了求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？注意事项：(1)钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。(2)拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。(3)测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。实验结果：同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？典例解读 在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重)。(1)对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η＝______。(2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η甲______(填“>”“ (3)在乙滑轮组中，增加钩码，再重复前面的操作，算出滑轮组的机械效率，跟原来的机械效率相比较[课堂小结]1．有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。2．机械效率的含义。3．机械效率总小于1。4．提高机械效率的方法。板书设计11.5机械效率一、功1．有用功2．额外功3．总共二、机械效率1．定义：2．意义：三、机械效率的计算-4-