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一、目标解读
1.能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功,能理解机械效率且会计算简单的机械效率问题。
2.通过实验探究,能正确设计实验、收集实验数据、归纳出结论,提高实验能力。
重点:有用功、额外功、总功、机械效率概念的理解。
难点:应用机械效率分析问题。
二、夯实基础
学前反馈
1.做功的两个必要因素:一是 ;二是 。
2.功的计算公式: 。
3.为了工作的方便,人们通常要借助于机械来完成某些任务,在此过程中所做的功都是有用的吗?
新知学习
1.有用功和额外功
(1)结合教材P85图12.3-1,阅读有关内容。以动滑轮提升重物为例,说明对有用功、额外功及总功的理解。
(2)比较大小:W有 W总,W额 W总。(均填“>”或“
2.机械效率
(1)在物理学中,用机械效率表示 , ?= 。
(2)机械效率?是个 ,一定 100%,没有单位。
(3)从效率这个角度讲,人们使用机械做功中有用功在总功中所占的比例越 越好,物理学上用来表示 。
(4)判断题:机械性能较好的机械其机械效率可大于1( )
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八年级物理下册《机械效率》教案人教版
知识和技能目标
①理解有用功,额外功,总功,以及三者之间的区别与联系。
②掌握机械效率的意义、计算、测量方法。
过程和方法目标
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。
情感态度与价值观目标
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。
学习重难点
重点:理解有用功、额外功、总功、机械效率,能够进行简单的计算分析
难点:影响机械效率的因素,区分功、功率、机械效率等容易混淆的概念
教具准备:滑轮、弹簧测力计、钩码、细线、钩码、刻度尺等
教学过程
一、预习导学
1、使用机械时,对完成工作任务有用的功叫做_________,用________表示,对人们无用而又不得不做的功叫做___________,用________表示。
2、______________________________________________________叫做总功。
3、人们用水桶从井中提水,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。
4、大小为20N竖直向上的拉力F通过一个动滑轮把重30N的物体向上提升了5m,在这个过程中,有用功为______J,额外功为______J,总功为______J。
6、_______________________________叫机械效率。其公式是_________________
7、任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是______总功,所以,机械效率总是______1
二、合作探究
㈠有用功与额外功
[实验]利用动滑轮是否省功(参照课本进行)
1.提出问题:使用动滑轮省功吗?
2.设计实验:利用弹簧测力计将钩码提升一定高度,再借助一个动滑轮将同样的钩码提升相同的高度,计算拉力做的功
3.进行实验,并将结果填入表格
实验分析:Gh与Fs相等吗?如不等,哪个大?为什么?
使用机械时,对完成工作有用的功叫做有用功,用W有表示。
对于额外负担而又不得不做的功叫额外功,用W额表示。
有用功与额外功的和叫总功,用W总表示。即W总=W有+W额。
㈡机械效率
有用功与总功的比值叫机械效率(η)。公式_________
机械效率总是_________原因是__________________
例题:一台起重机将1800N的物体提高2m,起重机做的有用功是多少?如果额外功是4800J,总功是多少?机械效率是多少?
[实验]测量滑轮组的机械效率
(参考课本方法进行结果填入下表)
次数
钩码所受的
重力G/N
提升高度h/m
有用功
W/J
拉力
F/N
绳端移动的距离s/m
总功W/J
机械效率
η
三次实验中测得的机械效率一样吗?分析你的测量结果,看看影响滑轮机械效率的因素有哪些。
提高滑轮组机械效率的方法:
(1)减少额外功(使用较好机械)
(2)在额外功一定的情况下,增加有用功(增加物重)
三、巩固提升
1、下列说法中正确的是()
A、用水桶从井中提水的时候,对水做的功是总功
B、用水桶从井中提水的时候,提一桶水和提半桶水做的有用功相等
C、水桶掉到井里,从井里把水桶捞上来的时候,对水桶做的功是有用功
D、水桶掉到井里,从井里把水桶捞上来时,水桶里带了一些水,对水桶和水做的功是有用功
2、用图示滑轮组把重G=120N的物体匀速提升1m,绳端的拉力为F=50N,则:绳端移动的距离为_____m,有用功W有用=______J,总功W总=______J,额外功W额外=______,该动滑轮的机械效率η=______。
3、如上右图所示,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。若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升_____m,手拉绳子的力为____N,拉力的功率为____W,滑轮组的机械效率为_____。
4、下列关于机械效率的说法正确的是()
A.机械效率可以提高到100%B.机械效率总小于1
C.功率大的机械,机械效率高D.机械效率越高,有用功就越多
5、通过测
A.增加动滑轮,减小拉力B.减少提升重物重力,减小拉力
C.减少提升高度,减少做功D.增加提升重物重力,增大有用功
四、拓展延伸
1、关于机械效率,下列说法正确的是()
A.功率越大的机械,机械效率越高
B.机械效率大小与功率大小有关
C.机械效率越低的机械,做的功就越少
D.由于有用功总小于总功,因此机械效率总小于1
2、下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()
A.功率大的机械,做功一定多B.做功快的机械,功率一定大
C.效率高的机械,功率一定大D.做功多的机械,效率一定高
3、如图,小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为ηl,用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2,若不计绳重与摩擦,则()
A.Wl=W2l=η2B.W1=W2ηlη2
C.W1W2η1η2D.W1W2ηlη2
4、甲乙两台机器,甲的机械效率是85%,乙的机械效率是60%,则()
A.相等的时间内,甲机器所做的功多B.做同样多的功,甲机器花的时间少
C.甲机器比乙机器省力D.上述说法都不对
5、要提高某机械的机械效率,应该()
A.减小外力所移动的距离B.减小额外功占总功的百分比
C.减小总功D.减小外力
6、工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上,如图,车厢底板高度h=1.5m,斜面长度s=3m,用力F沿着斜面把G=1800N的重物匀速拉到车上,若不计摩擦,拉力F为多少?若实际拉力F′=1200N,则该斜面的机械效率是多少?
7、用滑轮匀速提升360N的物体,假若滑轮组的机械效率为80%,绳子所能承受的最大拉力为100N,考虑既省力又方便,问:此滑轮组应由几个定滑轮几个动滑轮组成?实际拉绳的力多大?
八年级下册《机械效率》教案设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
2.明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的计算。
3.能设计实验,测定某种简单机械的机械效率。
(二)过程与方法
1.通过探究使用动滑轮的特点,知道使用机械就要做额外功。
2.通过实验与讨论,认识提高机械效率的主要方法。
(三)情感态度与价值观
知道提高机械效率的实际意义和方法,有合理改进机械、提高效率的意识,增强将科学服务于人类的责任感。
二、教学重难点
本节内容由“有用功和额外功”“机械效率”两部分构成,机械效率是本节教学的重点。教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功,使学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程,如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程,激发学生的学习兴趣,同时增加他们的实践体验。
重点:机械效率的概念和有关计算。
难点:测量滑轮组的机械效率。
三、教学策略
以“利用动滑轮提升重物”为背景,提出问题:动力对绳子做功等于动滑轮提升重物所做的功吗?让学生猜测并设计实验来验证自己的猜想。学生经过数据分析后发现,动力对绳子做的功总是大于动滑轮提升物体做的功。进一步分析讨论,引出有用功、额外功和总功,以及它们之间的关系和效率的概念。通过理解、运用机械效率解决实际问题,认识到提高机械效率的两种方法:减小额外功和增加有用功。在讨论了怎样提高机械效率的问题之后,把效率问题延伸到学生的学习和生活中。使学生明白只有提高学习效率才能顺利完成任务。
四、教学资源准备
多媒体设备、实物投影仪、动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
(5分钟)
小明家最近买了一处新楼房,家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼。请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?
图1
如图1所示的三种方法供参考:第1种是人直接提着沙子上楼;第2种是把沙子放进桶里,人通过动滑轮把沙子拉上楼;第3种是把沙子放进质量较小的袋子里,人通过动滑轮把沙子拉上楼。
请学生发表自己的见解,提出各种方案。并对各个方案进行讨论,比较优缺点。
经过讨论明确第一种方法太不方便。第三种方法最好,因为它比第二种方法用的力小。提升相同高度做的功少。
创设真实的情景,容易激发学生兴趣,顺利进入教学。
通过讨论,为下面学习有用功与额外功做好铺垫。
新课教学
(30分钟)
一、有用功和额外功
结合用动滑轮提升沙子,请同学们观看提沙子过程的视频。思考:
1.在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功?
2.无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功?
3.在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么?
板书:一般来说,机械对外所做的功为有用功,机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功,动力对机械所做的功为总功。
总功等于有用功与额外功之和。
指出:前面实验中,第三种方法最好,因为第三种方法做的额外功最少,总功最少。
讨论:不使用机械直接提升物体做的功,与使用机械提升物体做的功一样吗?(手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗?)怎样探究这个问题?
1.设计实验方案:用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮,沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。
2.为了探究上述问题需要测量的物理量是:手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。
3.改变钩码的数量,重复上述测量。
4.设计表格,将实验数据填入表中。
次数
手的拉力F/N
手移动距离s/m
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
1
2
3
5.分析实验数据:
(1)手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等?
(2)哪一个做的功多一些?
(3)你认为产生这一现象的原因是什么?
进一步思考并回答。
边实验边填表。
分析实验误差,指出要使重物重一些,误差就会小一些。
(1)不相等
(2)手拉绳做的功多
(3)有摩擦,在提起重物时还要提起动滑轮。
进一步理解有用功和额外功。并会测量有用功和总功。
二、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。
计算公式:
三者之间的关系:
注意:对于实际机械,由于总是有额外功存在,η<1。
组织学生讨论:
1.机械效率有单位吗?
2.为什么机械效率没有大于1的?
3.用小数和百分数来表达机械效率,你认为那种表达更好?
通过多媒体展示例题:
利用如图2所示的滑轮组,在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m,绳重、摩擦不计。
求:总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
图2
(1)组织学生分析、讨论、计算
(2)展示学生解题过程
(3)总结、评价
如何测量滑轮组的机械效率:
1.实验原理:
2.器材:刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2m的细绳。
3.步骤:
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
③缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用、总功W总功、机械效率η并填入表格。
实验次数
G(N)
h(m)
W有用(J)
F(N)
s(m)
W总(J)
η
1
2
3
4
结论:
1.动滑轮重一定,物重越大,机械效率高。
2.物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
讨论:如何提高滑轮组的机械效率?
讨论后得出:
提高滑轮组的机械效率的主要方法有:尽可能地增加物重,减小动滑轮重,减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。
经过讨论回答:机械效率没有单位,总小于1,用百分数表示。
意在练习机械效率公式的应用、使学生加深认识有用功、额外功和总功的概念。
学生动手实验
理论联系实际,培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践的意识。
锻炼分析实际问题的能力。
通过交流与合作,培养学生团结合作精神。
课堂小结
(5分钟)
让学生分组讨论,总结本节学到了什么知识,有哪些收获?
学生自己归纳总结,分小组发言,教师对学生归纳发言较好的给予表扬,并指出其中的不足。
让学生有表现自我的机会,并且发现学习过程中出现的问题。
文章来源:http://m.jab88.com/j/45768.html
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