12.3-机械效率-教案
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文档简介
12.3 机械效率
【教学目标】
知识与技能
1、了解什么是有用功、额外功、总功。
2、理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。
3、知道提高机械效率的意义和主要方法。
过程与方法
1、从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识，深入认识事物的能力。
2、经历测量机械效率的过程，通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
情感、态度与价值观
1、让学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
2、通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
【教学重点】
1、能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功．
2、理解机械效率的概念
【教学难点】
理解机械效率的概念
【教学过程】
（一）温故知新
1、功的两个必要因素是_________________________、_________________________________。功的计算公式是：________________。
2、功的原理是：使用任何机械都不________。即W不用机械 ___W用机械。
3、光滑程度相同的斜面，越平缓越__________。
4、你知道生活中的“率”一词吗？含有“率”的词有哪些？这些词中“率”的含义是什么？
（二）自主预习
请同学们根据预习目标，仔细阅读课本回答以下内容。
1、 举例说明什么是有用功？什么是额外功？什么是总功？
2、 说明有用功、额外功、总功的大小关系。
3、 什么叫机械效率？有用功、总功、机械效率的关系式是什么？
4、 用数学思想说明为什么机械效率总小于1？
5、 你可以采用哪些方法提高机械效率？
6、 在测定斜面的机械效率时，怎样计算有用功？怎样计算总功？实验中需要测量哪几个物理量/
通过预习你有什么收获？有什么疑问？课前组内进行交流，以小组为单位将问题展示出来。
自主学习，交流预习情况
（组内交流“课前预习”中的问题，小组长将组内解决不了的问题汇总）
合作探究：
任务一、有用功、额外功、总功
看谁办法多：
我们学校的学生宿舍楼正在建设中，现在需要把100N重的沙子运到6m高的楼上,想想看,有哪些办法可以把沙子运上去？
1、 _________ _________ _________ _________......
探究分析：
选取三种可行性方案，如：教材107页“想想议议”图片 ，小组讨论交流，探究分
析三种情况下人做功的共同点和不同之处是什么？
方法一
方法二
方法三
对沙子做的功
对沙子做的功
对沙子做的功
对桶做的功
对桶做的功
对口袋做的功
克服体重做的功
对滑轮做的功
对滑轮做的功
2、用不同的方法，_______做的功是不同的，但___________做的功是相同的。
区分理解：
各种方法中，哪些功是对人们有用的？哪些功是人们不需要但又不得不做的？
给它们起个名字吧！
名称
含义
例子
对人们有用的功
人们不需要但又不得不做的功
人所做的功
3、三种情况下人所做的功不相同的原因是什么？__________.三种功之间的关系是怎么的？________________.
你理解有用功、额外功和总功了吗？
任务二、机械效率
利用上面三种方法向宿舍楼上运沙子，你选择哪种方法？说说理由。
算一算、比一比
计算有用功与总功的比值。
方法1
方法2
方法3
有用功
额外功
总功
有用功/总功
有用功与总功的比值不同反应了机械的什么不同?____________.
知识迁移，构建概念
给这个比值起个名字吧!
1、 有用功跟总功的比值叫_____________。
2、 这种定义物理量的方法叫_______定义法。
（温馨小贴士：W总表示总功，W有表示有用功，w额 表示额外功，η表示机械效率。机械效率通常用百分数表示。）
3、 机械效率的计算公式：___________________________.
小组讨论：
你认为机械效率有单位吗？为什么？
有没有机械效率等于100%的机械？为什么？
4、机械效率总是_________1,机械效率_________单位。
你想知道吗：
5、起重机的机械效率一般为________,滑轮组的机械效率一般为______________,抽水机的机械效率一般为_______________，柴油机的机械效率一般为______________。
（友情提示：阅读课本86页倒数第二段。）
任务三、探究斜面的机械效率
讨论猜想：
1、光滑程度相同的斜面的倾斜程度发生变化时，斜面的省力程度以及斜面的机械效率将如何变化？
2、斜面的省力程度和机械效率之间有什么什么关系吗？
自主探究：
选择桌上实验器材，小组合作交流，设计实验方案，进行实验验证猜想
器材：长木板，铁架台（带铁棒），方木块，刻度尺，弹簧测力计，
(友情提示：1、匀速拉动。2、拉力要与斜面平行。3、读数要仔细准确。)
展示交流：
1、光滑程度相同的斜面，倾斜程度越小，机械效率________，拉力_________，也就是越_____________。
2、斜面越省力，机械效率___________。
任务四、提高机械效率
谈谈你的看法：
1、联系实际说说提高机械效率的有效办法有哪些？
（1）、采用减小_________是提高机械效率的有效办法。如：____________________。
（2）、在力所能及的情况下，尽量增大_____也可以提高机械效率。如_________________。
2、提高机械效率的实际意义是什么？
三、全班交流、精讲点拨
（交流讨论实验探究中的结论，实验过程中还发现哪些问题？）
四、课堂小结，反思整合
（请同学们将整理学习内容后小组交流，小组长汇总本节课的学习还有哪些疑问，并主动举手提问！）
五、达标测试、反馈提升：
1、用水桶从井中提水时，所做的有用功是（ ），额外功是（ ），总功是（ ）；
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是（ ），额外功是（ ），总功是（ ）。
2、假如用斜面推沙子，有用功、总功、额外功各是多少？
3、某起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？
4、 起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？
（解题关键： 电动机所做的功是什么功？哪一部分功是有用功？）
课后延伸学案：
1、用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．
求：（1）求此时滑轮组的机械效率；
（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；
（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？
（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？
2．用图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．
（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．
（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．
图3
3．如图，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）
求：（1）拉力的大小；
（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？
4．如图，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G1与G2之比为2 : 1，甲滑轮组中动滑轮重G动甲与G1之比是1 : 5，乙滑轮组中两个动滑轮总重G动乙与G2之比是3 : 5（不计绳重与摩擦），
求：（1）甲、乙两个滑轮组的机械效率之比？
（2）用在绳子自由端的拉力F1与F2之比？
课后延伸学案参考答案：
1．（1）75%（2）300N（3）80%（4）500
2．（1）120N（2）96N
3．（1）80N（2）92.5%
4．（1）4︰3（2）2︰1
【教学目标】
知识与技能
1、了解什么是有用功、额外功、总功。
2、理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。
3、知道提高机械效率的意义和主要方法。
过程与方法
1、从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识，深入认识事物的能力。
2、经历测量机械效率的过程，通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
情感、态度与价值观
1、让学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
2、通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
【教学重点】
1、能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功．
2、理解机械效率的概念
【教学难点】
理解机械效率的概念
【教学过程】
（一）温故知新
1、功的两个必要因素是_________________________、_________________________________。功的计算公式是：________________。
2、功的原理是：使用任何机械都不________。即W不用机械 ___W用机械。
3、光滑程度相同的斜面，越平缓越__________。
4、你知道生活中的“率”一词吗？含有“率”的词有哪些？这些词中“率”的含义是什么？
（二）自主预习
请同学们根据预习目标，仔细阅读课本回答以下内容。
1、 举例说明什么是有用功？什么是额外功？什么是总功？
2、 说明有用功、额外功、总功的大小关系。
3、 什么叫机械效率？有用功、总功、机械效率的关系式是什么？
4、 用数学思想说明为什么机械效率总小于1？
5、 你可以采用哪些方法提高机械效率？
6、 在测定斜面的机械效率时，怎样计算有用功？怎样计算总功？实验中需要测量哪几个物理量/
通过预习你有什么收获？有什么疑问？课前组内进行交流，以小组为单位将问题展示出来。
自主学习，交流预习情况
（组内交流“课前预习”中的问题，小组长将组内解决不了的问题汇总）
合作探究：
任务一、有用功、额外功、总功
看谁办法多：
我们学校的学生宿舍楼正在建设中，现在需要把100N重的沙子运到6m高的楼上,想想看,有哪些办法可以把沙子运上去？
1、 _________ _________ _________ _________......
探究分析：
选取三种可行性方案，如：教材107页“想想议议”图片 ，小组讨论交流，探究分
析三种情况下人做功的共同点和不同之处是什么？
方法一
方法二
方法三
对沙子做的功
对沙子做的功
对沙子做的功
对桶做的功
对桶做的功
对口袋做的功
克服体重做的功
对滑轮做的功
对滑轮做的功
2、用不同的方法，_______做的功是不同的，但___________做的功是相同的。
区分理解：
各种方法中，哪些功是对人们有用的？哪些功是人们不需要但又不得不做的？
给它们起个名字吧！
名称
含义
例子
对人们有用的功
人们不需要但又不得不做的功
人所做的功
3、三种情况下人所做的功不相同的原因是什么？__________.三种功之间的关系是怎么的？________________.
你理解有用功、额外功和总功了吗？
任务二、机械效率
利用上面三种方法向宿舍楼上运沙子，你选择哪种方法？说说理由。
算一算、比一比
计算有用功与总功的比值。
方法1
方法2
方法3
有用功
额外功
总功
有用功/总功
有用功与总功的比值不同反应了机械的什么不同?____________.
知识迁移，构建概念
给这个比值起个名字吧!
1、 有用功跟总功的比值叫_____________。
2、 这种定义物理量的方法叫_______定义法。
（温馨小贴士：W总表示总功，W有表示有用功，w额 表示额外功，η表示机械效率。机械效率通常用百分数表示。）
3、 机械效率的计算公式：___________________________.
小组讨论：
你认为机械效率有单位吗？为什么？
有没有机械效率等于100%的机械？为什么？
4、机械效率总是_________1,机械效率_________单位。
你想知道吗：
5、起重机的机械效率一般为________,滑轮组的机械效率一般为______________,抽水机的机械效率一般为_______________，柴油机的机械效率一般为______________。
（友情提示：阅读课本86页倒数第二段。）
任务三、探究斜面的机械效率
讨论猜想：
1、光滑程度相同的斜面的倾斜程度发生变化时，斜面的省力程度以及斜面的机械效率将如何变化？
2、斜面的省力程度和机械效率之间有什么什么关系吗？
自主探究：
选择桌上实验器材，小组合作交流，设计实验方案，进行实验验证猜想
器材：长木板，铁架台（带铁棒），方木块，刻度尺，弹簧测力计，
(友情提示：1、匀速拉动。2、拉力要与斜面平行。3、读数要仔细准确。)
展示交流：
1、光滑程度相同的斜面，倾斜程度越小，机械效率________，拉力_________，也就是越_____________。
2、斜面越省力，机械效率___________。
任务四、提高机械效率
谈谈你的看法：
1、联系实际说说提高机械效率的有效办法有哪些？
（1）、采用减小_________是提高机械效率的有效办法。如：____________________。
（2）、在力所能及的情况下，尽量增大_____也可以提高机械效率。如_________________。
2、提高机械效率的实际意义是什么？
三、全班交流、精讲点拨
（交流讨论实验探究中的结论，实验过程中还发现哪些问题？）
四、课堂小结，反思整合
（请同学们将整理学习内容后小组交流，小组长汇总本节课的学习还有哪些疑问，并主动举手提问！）
五、达标测试、反馈提升：
1、用水桶从井中提水时，所做的有用功是（ ），额外功是（ ），总功是（ ）；
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是（ ），额外功是（ ），总功是（ ）。
2、假如用斜面推沙子，有用功、总功、额外功各是多少？
3、某起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？
4、 起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？
（解题关键： 电动机所做的功是什么功？哪一部分功是有用功？）
课后延伸学案：
1、用图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．
求：（1）求此时滑轮组的机械效率；
（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；
（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？
（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？
2．用图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．
（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．
（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．
图3
3．如图，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）
求：（1）拉力的大小；
（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？
4．如图，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G1与G2之比为2 : 1，甲滑轮组中动滑轮重G动甲与G1之比是1 : 5，乙滑轮组中两个动滑轮总重G动乙与G2之比是3 : 5（不计绳重与摩擦），
求：（1）甲、乙两个滑轮组的机械效率之比？
（2）用在绳子自由端的拉力F1与F2之比？
课后延伸学案参考答案：
1．（1）75%（2）300N（3）80%（4）500
2．（1）120N（2）96N
3．（1）80N（2）92.5%
4．（1）4︰3（2）2︰1