机械效率
1教学目标
(1)了解什么是有用功、额外功和总功;
(2)知道什么是机械效率,并能进行有关机械效率的计算;
(3)了解如何提高机械效率,为什么机械效率总小于1。
2重点难点
(1)知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系
(2)正确判断有用功、总功,理解机械效率的物理意义。
3教学过程
一、引入有用功、额外功、总功
师:机械效率中,机械就是我们前面学过的杠杆、滑轮等简单机械,效率我们生活中会听到学习效率、工作效率,我们今天要学习的就是利用简单机械做功时的效率问题。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?请学生展讲。
在投影仪上映出如图:
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。
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。
生: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。
二、引入机械效率
(一)机械效率的定义
有用功跟总功的比值叫做机械效率。
机械效率的公式:
η=W有/W总
(二)测量滑轮组的机械效率
1.学生分组实验(共9个小组,分2个内容, 6个小组做1个内容,3个组做另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通过一定一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,在黑板上写出进行分析。
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。
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。