12.3 机械效率--滑轮组机械效率的计算 教案（表格式）

教师姓名 单位名称 填写时间
学科 物理 年级/册 八年级下册 教材版本 人教版
课题名称 第十二章 第三节 机械效率--滑轮组机械效率的计算
教学目标 总功、绳重及摩擦带来的额外功的计算
难点分析 从知识角度分析为什么难 计算总功，即动力做的功时，绳子自由端移动距离的计算，需要判断承重绳的数量，环环相扣，一步错则全错；计算绳重及摩擦带来的额外功相对较复杂。
从学生角度分析为什么难 学生分析、理解能力较弱，面对这种复杂的一步套一步的计算容易出错。
难点教学方法 1.通过有用功、额外功、总功概念及三者关系的复习，加深学生对有用功、额外功、总功的理解； 2.通过例题、练习题的分析、讲解培养学生分析问题的思维方式、方向，提升解决问题的能力。
教学环节 教学过程
导入 复习回顾 有用功：实现目的而做的功； (
W
总
=W
有
+W
额
)额外功：克服机械自身的重力和摩擦等而做的功； 总 功：动力对机械所做的功， ； 4. 机械效率 ：有用功跟总功的比值， ；
知识讲解 （难点突破） 滑轮组机械效率的计算 例1 如图所示滑轮组，用50N拉力，将质量为12kg的物体提升1m，求： （1）拉力做的功； （2）有用功； （3） 滑轮组的机械效率。 解析：（1）计算拉力做的功，知道拉力大小F=50N，还需知道绳子自由端被拉动的距离，由题可知，承重绳有3根，所以绳子自由端被拉动的距离s=3h=3m，然后带入公式W=Fs，便计算出拉力做的功； 有用功，即对物体做的功，对物体的拉力等于物体重力G=mg，物体被提升的距离 h=1m，带入公式W有=Gh，便可算出有用功； （3）总功等于拉力做的功，由第（1）题可知，有用功由第二题可知，带入公式 便可算出机械效率。 解题过程书写： 解：（1）s=3h=3×1m=3m W=Fs=50N×3m=150J （2）W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J （3）W总=W=150J = =80% 例2 建筑工地上工人师傅用如图所示滑轮组，用300N拉力，将质量为100kg的物体提升10m， 用了100s时间，已知动滑轮总重100N，求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）绳重及摩擦带来的额外功。 解析：（1）题目给出了做功时间t=100s，要计算拉力的功率，需要算出拉力做的功；已知拉力F=300N，还需要知道绳子自由端移动的距离，由图可知滑轮组有4根承重绳，所以s=4h=4×10m=40m，现在就可以计算拉力做的功了，W=Fs=300N×40m=12000J 然后代入公式 便可算出拉力的功率； （2）要计算机械效率，首先要知道总功和有用功，总功等于工人师傅拉力做的功，即 W总= W=12000J，有用功等于对物体做的功，已知物体的质量，可以算出其重力，然后算出有用功，W有=Gh=mgh；然后代入 便可算出机械效率； （3）滑轮组额外功主要来源于动滑轮的重力、绳重及摩擦力，其余可忽略不计，我们 可以根据第（2）题算出的总功和有用功计算出总的额外功W额，我们还知道动滑轮的重力，以及动滑轮提升的高度，这样就可以计算出动滑轮带来的额外功W额动，然后用W额-W额动便可算出绳重及摩擦带来的额外功。 解题过程书写： 解：（1）s=4h=4×10m=40m W=Fs=300N×40m=12000J = =120W （2）W总= W=12000J，W有=Gh=mgh=100kg×10N/kg×10m=10000J = =83.3% （3）W额=W总-W有=12000J-10000J=2000J W额动=G动h=100N×10m=1000J W额绳=W额-W额动=2000J-1000J=1000J
课堂练习 （难点巩固） 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中. (1)第1次实验中，滑轮组的机械效率为 66.7% ； (2)若绳重和摩擦带来的额外功占总功的比例固定不变为1:6，则动滑轮的重力为 1 N。 解析：（1）根据表格中数据可以计算出第一次试验中的有用功和总功 W有=Gh=4N×0.1m=0.4J W总=Fs=2N×0.3m=0.6J 然后代入公式 计算机械效率 (2) 总功等于有用功加额外功，额外功包含动滑轮重力带来的额外功和绳重及摩擦 带来的额外功，动滑轮重力带来的额外功W额动=G动h W总=W有+W额 =W有+W额动+W额绳 带入第1次实验的数据 0.6J=0.4J+G动h+×0.6J，其中h=0.1m 可得 G动=1N
小结 本节课学习的主要内容如下： 1.机械效率的计算 （1）计算出总功； （2）计算出有用功； （3）带入公式 计算 2.考虑绳重及摩擦带来的额外功时 W总=W有+W额 =W有+W额动+W额绳