教科版物理八年级下册 11.4 机械效率 教案

机械效率
【教学目标】
1．明确机械效率是描述做功效率的物理量。
2．掌握机械效率的概念，会计算某种简单机械的机械效率。
3．能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。
4．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。
【教学重难点】
（1）重点：机械效率的概念和有关计算。
（2）难点：动滑轮的机械效率与哪些因素有关。
【教学准备】
动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线。
【课时安排】
2课时
【教学过程】
【第一课时】
（一）新课导入
提出问题：如果让你把重100N的沙子运上三楼，图11-4-2中的三种办法，你选哪一种？
（二）有用功和额外功
有用功W有用：将重物提升一定高度所做的功。
师指出：在运沙子的过程中，我们的目的是运沙子上三楼，所以把重100N的沙子提高6m，要做功600J，这是必须做的功，叫做有用功。
但是，在实际中，人们为了达到工作目的，往往不得不多做些功。例如，沙子要装在桶里或口袋里，桶或口袋要随沙子一起提到楼上，这就不得不做功把桶或口袋也提高6m。这部分并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。另外，在使用动滑轮提升沙子时，要克服动滑轮的重力以及滑轮运转时的摩擦，也要做额外功。
额外功W额外：并非需要又不得不做的功和做功过程中克服摩擦所做的功。
总功W总：有用功加额外功。
（三）机械效率
机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。
即：
计算公式：
注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。
学生活动：计算机械效率。
拓展知识：指出生活中常用到的机械的机械效率，例如起重机的机械效率一般为40%～50%，滑轮组的机械效率一般为50%～70%，抽水机的机械效率一般为60%～80%，并指出影响机械效率的主要因素是摩擦。
【第二课时】
（一）目的和要求
学习测量机械效率的基本方法。分清在简单机械工作时，什么是有用功，什么是总功。
（二）仪器和器材
滑轮组（J2122型），测力计（J2104型，5牛），刻度尺，钩码（J2106型），方座支架（J1102型），线绳。
（三）实验方法
重物升高的距离可以从刻度尺直接读出。测力计的移动距离可以在实验开始时在线绳某点（如线绳与滑轮接触但即将离开的一点）做个标志，实验完毕用刻度尺量出绳上这个标志移动的距离。
1．检查器材
实验前应先检查每个滑轮的端面应与框架平行，轮子转动灵活，轮子的轴向窜动不应大于1毫米。再检查测力计并调整指针位置，消除其零误差。
2．实验探究：测量滑轮组的机械效率
实验装置 次数 有用功 总功 效率
钩码重（牛） 升起高度（米） 功（焦） 拉力（牛） 拉过距离（米） 功（焦） 各次效率（%） 平均效率（%）
滑轮组 1
2
3
3．计算出每次实验的机械效率。
（四）注意事项
1．实验中，因为我们使用的测力计量程为5牛顿，故重物（钩码）不可太少，否则示数过小，误差较大。
2．按国家教委（原教育部）发布的教学仪器标准规定，用J2122型单滑轮组吊起9.8牛顿的重物实验，其机械效率一般不低于90%，用双并滑轮组吊起9.8牛顿的重物实验，其机械效率不低于60％。若实验得出的机械效率太低，应检查滑轮的缆绳是否从滑轮槽中滑脱出来，或者线绳是否扭结。
3．以下因素会影响测力计读数的准确：
（1）测力计不是匀速地移动。
（2）测力计指针与刻度板摩擦。
（3）重物摆动。
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