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课 题
15.2、机械效率
课 型
新 授
教
学
目
标
知识
技能
1、通过对事例的分析,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
方法
通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单科学探究计划和实验方案。
情感
态度
通过探究斜面的机械效率激发学生探究科学的热情。
教学重点
通过探究加深对机械效率的理解
教学难点
引导学生提出问题后,要让学生独立完成探究过程。
教学用具
斜面、测力计、木块、刻度尺等
教 学 过 程 设 计
教学内容及教师活动
学生活动
设 计 意 图
情境引入
引言:现代社会是讲效率的社会,时时处处都要讲效率;例如工作效率、学习效率等;使用机械做功时也要研究机械效率,什么是机械效率呢?今天我们就来研究这个问题。
合作探究
1、有用功、额外功、总功
学生阅读课本第107页“想想议议”
提问:(1)图中需要完成的任务是什么?(2)说出三种办法各对哪些物体做了功?(3)哪些功是对我们有用的?(4)哪些功是我们不需要但又不得不做的功?
师:完成任务必须做的功叫有用功;要完成任务不想做但又不得不做的功叫额外功,有用功与额外功的和叫总功。(5)你认为这三种办法哪种好?为什么?
2、机械效率
总结上述结论: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。
机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率;W有表示有用功;W总表示总功。机械效率是一个比值,用η来表示机械效率。
公式:η=W有/W总
学生谈谈自己对效率的理解并说说自己的学习效率,初步理解效率的概念。
学生阅读。
思考、回答问题。(1)把沙子运到三楼。(2)第一种:桶、人体、沙子;第二种:滑轮、桶、沙子等;第三种:滑轮、袋子、沙子等(3)沙子(4)人体、桶、滑轮。
学生理解有用功和额外功的含义。
学生讨论、判断、回答。
第三种办法好,因为第三种办法做的额外功少。
学生理解,记忆机械效率的定义。
通过社会中的效率问题来引入新课。
通过学生阅读初步让学生了解哪些功有用,哪些功无用但又不得不做。
培养学生收集、处理信息的能力,以及自主学习的能力。
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从机械效率的定义你认为这个物理量有什么特点?特点:机械效率没有单位,是一个总小于1的值,通常用百分数表示。
学生思考,归纳机械效率的特点
教学内容及教师活动
学生活动
设计意图
例如总功是500J,有用功是400J,机械效率是η=400J/500J=80%。
计算:第107页将沙子运到三楼的三种办法的机械效率分别是多少。
学生阅读课本第108页“讲效率的社会”及提高机械效率的重要意义和方法。
例题:起重机把质量为0.6t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?
3、斜面的机械效率
前面我们学习了几种简单机械,实际上使用任何机械都会不可避免的做一些额外功,这样使得有用功总是小于总功,有用功占总功的百分比就是机械效率,我们用它来描述利用机械做功的效率,
我们利用斜面做功时,目的是把物体抬到一定高度处。我们不把它竖直提升,而是沿着斜面把它拉上去,这是为了省力。演示:请看这里,沿斜面拉物体时,什么是有用功?什么是总功?如何计算斜面的机械效率?
那么斜面的机械效率究竟与哪些因素有关呢?
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、与斜面的粗糙程度有什么样的关系?
请同学们根据提出的问题和做出的猜想,每一小组选择其中的一个问题进行实验,设计实验的方案。
下面请同学们根据设计的实验方案,选择桌面上的器材进行实验。完成下表:
实验次数
斜面坡度
斜面材料
斜面高
/m
小车重
/N
有用功
/J
斜面长度/m
拉力
/N
总功
/J
机械效率
1
较缓
2
较陡
3
最陡
学生理解、计算三种方法的机械效率。
学生阅读,归纳提高机械效率的方法。
学生计算起重机的机械效率。
观察思考,回答问题。直接提升重物做的功为有用功,而沿斜面拉物体的拉力做的功为总功。
学生思考,提出猜想。
(斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关系。斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关系……)
学生继续猜想,(在斜面高一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高;在斜面的长、高一定时,斜面越光滑,机械效率越大。)
小组实验,同时完成记录数据表格。
小组讨论回答。斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关。
通过计算使学生能基本掌握机械效率的计算。
了解效率在社会生活中的应用。
培养学生分析、解决实际问题的能力。
使学生进一步领会研究物理问题的方法,培养严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
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分析实验数据,你能得出什么结论?回想实验的过程,影响实验的误差是什么?
课堂小结:1、机械效率的定义及各个功的物理意义
2、会用实验来探究斜面的机械效率与哪些因素有关
你学到了什么?
回顾所学知识纳入知识系统
课
堂
练
习
一、课内练习
1、下列说法中能提高机械效率的是( )
A、增加有用功 B、减小机械间的摩擦
C、减小总功 D、减小机械质量
2、下列说法中正确的是( )
A、机械效率越高的机械做功越快 B、机械效率越高的机械做功越多
C、机械效率可提高到100% D、机械效率总小于1
3、分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度,做的有用功( )
A、杠杆最多 B、动滑轮最多 C、滑轮组最多 D、一样多
二、 课外练习
1、动手动脑学物理
2、下列说法中正确的是( )
A、用水桶从井中打水的时候,对桶做的功是有用功
B、用水桶从井中打水的时候,对水做的是总功
C、桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D、桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
3、把木板搭在汽车上,把一个重为600N的货物推到车上,这时木板成为一斜面,已知斜面长为3m,高为1m。求:(1)设斜面是光滑的,人的推力为多大?(2)实际斜面不光滑,人的推力为250N,斜面的摩擦力为多大?(3)斜面的机械效率为多少?(4)额外功为多少?
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板
书
设
计
总功
有用功
额外功
机械效率
概念
公式
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关
教
学
反
思
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