机械效率

广东省湛江市第十二中学　　梁燕玲 【教学目标】 1. 知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。 2. 理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。 3. 培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。 【教学重点和难点】 对机械效率概念的理解。 【教学方法】 综合教学法。 【教学仪器】 电脑教学平台一套，滑轮组、铁架台、弹簧秤、刻度尺、相同木块和细线各20件。 【教学过程】 一、引入有用功、额外功、总功 师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？ 在投影仪上映出下图： 生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。 师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。 现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画） 这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考： 1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重？ 2. 砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？ 3. 把100 N重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？ 4. 通过滑轮组，绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？ 5. 想一想，这两个功为什么不相等？ 在投影仪上映出学生讨论的结果。 生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。 师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。 板书： （一）有用功、额外功、总功 有用功：在工作时，对人们有用的功。 额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。 总功：有用功与额外功的和。 练习： 用桶从井中提水的时候，对　　　做的功是有用功，对　　　做的功是额外功。 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是　　　功，对水做的功是　　　功。 二、引入机械效率 1. 学生分组实验（共20个小组，分2个内容，每10个小组做1个内容，2个实验并进。） 测定：把重G =1.5 N的木块，提高到h =0.2 m的高度时， ①通过一定动滑轮组所做的有用功、总功。 ②通过两定两动滑轮组所做的有用功、总功。 每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。 2. 讨论与分析 （1）有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？ （没有） （2）使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？ （不同）（这说明额外功不同） （3）额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？ （越少越好） 师：一定的总功中，额外功少意味着什么？ 生：有用功多。 师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量， 叫做机械效率。 板书： （二）机械效率的定义 有用功跟总功的比值叫做机械效率。 板书： （三）机械效率的公式： 练习： 1. 计算课本例题中起重机的机械效率。 2. 计算学生分组实验中所用的简单机械效率。 师：由计算结果推知。 板书： （四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。 三、小结 师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。 四、布置作业