12.3 机械效率--滑轮组的机械效率 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 12.3滑轮组的机械效率
教学目标 计算滑轮组的机械效率
难点分析 从知识角度分析为什么难 知识点多且杂，涉及的物理量较多，要区分有用功、额外功、总功的，机械效率的概念和测算，有一定难度。
从学生角度分析为什么难 学生抽象逻辑思维较弱，对s和h的关系理解不到位,各别学生找不准n，导致计算失误。
难点教学方法 复习强化G、h、F、s、n、W有、W额、W总相关知识。 以近年中考题为例，依次讲解。
教学环节 教学过程
导入 一、有用功、额外功、总功、机械效率 有用功（W有）：使用机械时对人们有用的功 额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功 总功（W总） ：有用功与额外功的总和，即 W总=W有+W额 机械效率（ ）：有用功与总功的比值叫机械效率。
知识讲解 （难点突破） 二、利用滑轮组做功 1、梳理基础物理量: a.物体重力G物 b.动滑轮重力G动 c.绳子自由端受到的拉力F d.物体上升的高度h e.绳子自由端移动的距离s f.承担动滑轮的绳子段数n：在动滑轮和定滑轮之间画一条横线，动滑轮上有几段绳子，则n为几。 2、梳理基础公式 a.常规：s=n·h 克服重物做的功即有用功W有=G物·h 克服动滑轮重力、绳重、摩擦所做的功即额外功W额 自由端拉力做的功即总功W总=F·s 机械效率 b.不考虑绳重和摩擦时 有用功不变，额外功为W额外=G动·h且 此时滑轮组机械效率可推导得
课堂练习 （难点巩固） 练年中考相关题目，帮助学生熟悉公式及应用。 1、（2014 乌鲁木齐）如图，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N， （1）用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中，人做的有用功为多少？ （2）若绳子能够承受的最大拉力为400N，重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。 分析：1、已知物体的重力G和上升的高度h，带入公式即可。 2、由图可知n=2，绳子自由端移动的距离为s,可知总功，再由题意可得，额外功为克服动滑轮重力做功和克服绳子重和摩擦做功，均可用公式表述。 解：（1）人做的有用功：W有=Gh=250N×2m=500J （2）当以绳子能承受的最大拉力提升物体时，滑轮组机械效率最大， 拉力做的总功W总=Fs=2Fh，克服动滑轮重力做的额外功W动=G动h, 且重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%， W绳摩=10% W总=10%2Fh=0.2Fh W有= W总 - W动 - W绳摩=2Fh - G动h - 0.2Fh=1.8Fh- G动h 滑轮组的最大机械效率： 2.（2016.乌鲁木齐）如图所示，利用动滑轮提升一个重为 G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%。要使此动滑轮的机械效率达到 90%，则需要提升重力为 G 的物块的个数为 （ ） A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个 分析：不计绳重和摩擦，克服物体重力做功为有用功，克服物体和动滑轮重力做功为总功，根据题意可以先求出动滑轮重力，再反推机械效率为90%时的物重是多少。 解:提升一个重为G的物块时，不计绳重和摩擦 动滑轮重力 设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为90% 解得n=6，此题选D 3.（2017.乌鲁木齐）如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组． 悬挂的重物G=4.8N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均 为F1=1.8N；当重物匀速上升时，手对轻绳的拉力为F2=2.0N，且重物上升过程中动滑轮恰好转过1圈．已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m， 求 （1）动滑轮的重力； （2）重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率。 分析：1、明确承担动滑轮的绳子段数n，根据拉力和物重的数值关系，可计算G动 2、分析重物上升的高度h,拉力移动的距离s,和已知量动滑轮周长c之间的关系，再带入公式即可解答。 解:（1）由题意可知： G动=3F1-G物=3×1.8N-4.8N=0.6N （2）设物体相对于地面升高的高度为h，则动滑轮相对于地面也升高h, 动滑轮转过一周，即自由端相对于动滑轮移动距离为：c=0.3m 则绳子自由端相对于地面升高的距离s=h+c,s=3h,解得h=0.15m,s=0.3m W有=Gh=4.8N╳0.15m=0.72J W总=Fs=2.0N╳0.45m=0.9J
小结 计算滑轮组的机械效率就是一个熟能生巧的过程，要通过不断练习各种题型，找准已知的物理量，只有熟练掌握每个物理量之间的关系和计算公式，按照常规步骤一步步推导，难题就会迎刃而解。 学生练习课后作业。