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第 3 节 机 械 效 率
【教学目标】
知识与技能:
1.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:
通过参与探究滑轮组机械效率的活动,学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
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】
重点:
1.理解机械效率。
2.探究滑轮组的机械效率。
难点:
理解机械效率。
【教学准备】
长木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、细线、滑轮、钩码、多媒体课件。
【教学过程】
(一)引入新课
现代社会是讲求效率的节约型社会,时时处处都要讲求提高效率。我们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)进行新课
1.有用功和额外功:
教师演示:如图用弹簧测力计将 G=4 N 的钩码匀速提升 1 m 的高度。
两次拉力所做的功相同吗?为什么?- 2 -
师生共同分析得出:不相同。使用动滑轮的弹簧测力计其拉力所做的功会多一些。
教师让学生对比两次做功的不同之处,讨论不同的原因,一步步引导学生总结出使用动滑轮提升重物时,不
但对重物做功,还会对动滑轮做功,会克服摩擦做功,由此自然引入有用功和额外功的概念。
有用功:我们所需要的功,用 W 有表示。
额外功:我们不需要但是不得不做的功,用 W 额表示。
有用功与额外功之和是总共做的功,叫做总功,用 W 总表示。总功、有用功和额外功之间的关系为 W 总=W 有+W
额。
实例分析:
实例 1:用水桶从井中提水,对哪个物体做的功是有用功?对哪个物体做的功是额外功?
实例 2:打捞掉到井里的水桶,捞上的桶里带了一些水。对哪个物体做的功是有用功?对哪个物体做的功是额
外功?
结合上述实例引导学生学会从工作目的出发,分析有用功和额外功,使学生对有用功和额外功的含义有比
较明确的认识。
2.机械效率:
工作中,我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中,用机械
效率表示有用功在总功中所占的比例。
总结:机械效率:有用功在总功中所占的比例,用字母 η 表示。
W 有表示有用功;W 总表示总功。那么,机械效率应该怎样表示?
η=
机械效率是一个比值,没有单位,小于 1,常用百分数表示。
学生完成教材 P86 例题,教师总结解题方法。
3.测量滑轮组的机械效率:
(1)实验目的。
(2)实验原理。
(3)实验步骤:参考课本实验步骤并填写表格。
教师指导注意事项:
1.在实验中,弹簧测力计拉力的测量应该在工作过程中进行。在测量中,弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。
必须在拉动中读数。为顺利完成实验,同一实验组的同学要分工合作。- 3 -
2.钩码上升高度的测量,可先量出钩码到桌面(或铁架座面)的距离 h1,向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升
高后,再量出钩码到桌面(或铁架面)的距离 h2 那么 h2-h1 就是钩码升高的高度 h 。为了测量和计算方便,钩
码前后的高度 h1、h2 最好是整数。
3.弹簧测力计通过距离的测量,可以仿照测量钩码提升高度 h 的方法进行,或者事先在细绳与动滑轮(或定
滑轮)相切处做个带色的记号,再拉弹簧测力计,量出记号到细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处的距离,这就
是弹簧测力计通过的距离 s。
4.在实验中要求严肃认真,实事求是地记录测得的数据,不能凑数。实验结束,要整理仪器,并放回原处。学
生分组实验,完成实验记录并分析数据。
学生实验要求:
1.分组实验:要实事求是地记录所测得的数据。不能凑数,更不允许自己不动手实验,不记数据而抄袭他人
实验数据和结果。
2.数据分析:
①由于 W 总总是大于 W 有用,所以 η
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