9.5 探究——使用机械是否省功
教学目标
1.知识与技能
①通过探究活动,知道使用任何机械都不省功。
②通过探究活动,认识有用功、总功和额外功。
1.过程与方法
① 通过观察和实验的方法探索使用机械能不能省功。
②在实验探究过程中,培养学生设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律的能力。
2.情感、态度与价值观
①通过探究性物理学习活动,使学生体验探究的乐趣。
②在实验探究过程中,培养学生尊重实验事实和科学态度。
教学重、难点
1.培养学生的实验探究能力。
2.正确理解功的原理。
3.正确区分有用功、总功和额外功。
教学用具
钩码、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计。
一、目标导学
(一)导入新课
人们使用机械的目的是什么?使用杠杆、滑轮这些简单机械可以省力,也可以省距离,那么,使用机械能省功呢?(学生猜想)
(二)展示目标(见教学目标)
二、自主学习
(一)自学提纲
1.该实验中需要哪些器材?
2.简要说明该实验的操作过程。
3.实验中应测量的物理量有哪些?
4.实验中需要注意的事项都有哪些呢?
(二)自主学习 (自学P112的内容,并完成自学提纲中的问题,将不会的问题做标注.)
三、合作探究
(一 )小组互探(自学中遇到不会的问题,在学习小组内互相交流。把小组也解决不了的问题记好,到学生质疑时提出,让其它学习小组或教师讲解.)
(二)师生互探:
1.解答各小组自学中遇到不会的问题。
2.按照图9-27所示的过程进行实验。
在实验中强调:匀速拉动弹簧测力计提升重物,把收集到的数据记录在表9-5里,并计算结果。
3.分析与论证:
由实验结果可知:W2>W1,为什么?(指导学生看113页的“结论”)
小组讨论:
(1)为什么使用动滑轮不省功?
(2)使用任何机械都不省功,为什么人们还要使用机械呢?
教师总结:
(1)人们使用机械可以省力;可以省距离;也可以改变动力的方向,给做功带来方便;但不能省功.
(2)有用功、额外功、总功的概念,以及三者之间的关系。
W有用 + W额外 = W总
(3)理想状态下(不计机械自身的重和摩擦),则额外功为零,这时W有用= W总。
四、达标训练(1——5题必做,6题选做)
1.用水桶从井中提水时, 的功是有用功, 的功是额外功, 的功是总功;从井中打捞水桶时, 的功是有用功, 的功是额外功, 的功是总功。
2.使用滑轮组提起20N的重物,使它上升0.4m,作用在绳子自由端的拉力为8N,拉力的作用点上升了1.2m,拉力对滑轮所做的功为____ J,这个功叫 功。滑轮克服物体重力所做的功为 J,这个功叫 功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是 J,这个功叫 功.
3.用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30㎝,手向下压杠杆的力是250N,手下降的高度是 ㎝,人做的总功是 ,有用功是 .
4.某斜面长为L,高为h,有一重力为G的物体被推力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f,则此时的有用功为 ,总功为 ,额外功为 .
5.一体重为400N 的小明由于找不到其它的机械.只好亲自动手将100N 重的物体搬到3 m高的楼上。他做的有用功、总功和额外功分别是多少?
6.一个物体的重力为100N,
(1)用弹簧测力计把这个物体匀速提高0.5m时,做的功是多少?
(2)用动滑轮把这个物体匀速提高0.5m时,人对绳子的拉力做的功是多少?(不计动滑轮的重和摩擦)
(3)比较(1)、(2)两步的计算结果,可得出什么结论?
五、课堂检测(1——5题必做, 6题选做)
1. 人们使用机械的目的是 (填序号)
①省力;②省距离;③省功;④改变力的方向,给做功带来方便.
2.用滑轮组提升重物时,对动滑轮做的功是 功,克服摩擦做的功是 功,动滑轮对重物做的功是 功,人拉绳子做的功是 功。
3.一个人用杠杆把1200N的重物匀速提高了0.1m,手下降的距离是0.25m,则杠杆对重物做的功是 J,手作用在杠杆上的动力是 N 。(不计杠杆自身的重和摩擦)
4. 外力对水泵做了7×104J的总功,水泵把 250kg的水送到20m高处,水泵完成的有用功为 J, 额外功为 .
5.一个人沿着长10m、高4m的斜面,用300N的推力把重600N的物体从底部匀速推上顶端,则此人做的有用功、总功和额外功分别是多少?
6. 如右图所示滑轮组,重物G=12N,每个滑轮重3N,人用拉力F在2s内把物体匀速提高了3m,不计绳重和滑轮轴处摩擦。求∶
(1)人做的有用功是多少?
(2)人的拉力F为多少?
(3)额外功为多少?
(4)物体上升的速度为多少,人拉绳子的速度为多少?
(5)人拉绳子所做的功率为多少?
课堂反馈
板书设计
第五节 探究——使用机械是否省功
一、功的原理
1. 使用任何机械都不省功。
2.人们使用机械的目的:省力;省距离;改变动力的方向。
二、有用功、额外功和总功
1.三者的区别
2.三者之间的关系:W有用 + W额外 = W总
注意:理想状态下(不计机械自身的重和摩擦),则额外功为零,这时W有用=W总。
课后反思(从本节成功之处、不足及改进设想等方面反思)