初中物理鲁教版（五四学制）八年级下册 - 9．6 机械效率 教案

机械效率

【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是有用功、额外功和总功；
2．知道什么叫机械效率，知道计算公式并会用公式进行简单计算；
3．知道机械效率总小于1；知道提高机械效率的意义和主要方法。
二、过程与方法：
通过“探究使用动滑轮的特点”，让学生体会什么是有用功、总功，知道使用机械就不可避免的要做额外功；认识机械效率的物理意义，找出提高机械效率的方法。
【教学重点】
理解有用功、总功、额外功和机械效率，知道它们之间的关系。
【教学难点】
知道机械效率都小于1，知道提高机械效率的方法。
【教学准备】
轻质、重质单滑轮各一个、弹簧测力计、刻度尺、钩码若干、铁架台、细线等。
【教学过程】
教师活动 学生活动
（一）复习提问师：通过前面知识的学习可知，有没有既省力又省距离的机械？（二）导入新课（投影出示下面的图形），动力对绳子做的功跟动滑轮对物体做的功相等吗？（三）进行新课师：那么怎样才能知道哪一种猜想是正确的呢？ 师：要计算出手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功，要测出哪些物理量，需要什么测量工具？ 师：那么，我们又该如何进行实验？请大家谈谈实验的设计方案。 师：实验过程中有没有什么要注意的地方？师：大家说的非常好。请大家根据我们所设计的实验，设计出一张表格用来记录实验中需要测量的数据。 教师巡查、指导 教师将设计好的表格投影在屏幕上 生：没有，任何机械都不省功！ 学生猜想：猜想1：动力对绳子做的功应该等于动滑轮提升重物所做的功。猜想2：动力对绳子做的功应该不等于动滑轮提升重物所做的功，动力对绳子做的功可能大一些。猜想3：动力对绳子做的功可能小一些。生：实验学生讨论并设计和准备实验 学生：需要单滑轮、弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、细线等。学生：用动滑轮提升重物上升一定高度，用弹簧测力计分别测出物重G拉力F；用刻度尺测出物体上升的高度h绳自由端移动的距离s；再根据功的计算公式分别计算出动滑轮提升重物做的功（W1=Gh）、动力对绳子做的功（W2=Fs），两者相比较就可以知道它们的大小是否相等。学生讨论：尽可能拉重物匀速上升 学生设计表格
师：实验时为什么要测多组数据？ 师：通过改变钩码的重测得多组数据，比较出W1．W2的大小关系，从中归纳出的一致性的结论更具有普遍性和说服力 教师将填好的表格投影出来 师：通过对实验数据的分析可以看出的结果是……？ 师：这是为什么呢？请大家讨论一下。 引出新的物理概念1．有关机械的三种功板书： （1）有用功（W有）：机械对物体所做的对人们有用的功叫有用功。（2）额外功（W额）：对人没用却又不得不做的功。（3）总功（W总）：使用机械时，人们实际所做的功。（有用功与额外功的总和）。师：同学们，你能指出刚才实验中的有用功、额外功和总功吗？ 2．机械效率——机械性能的重要标志师：在使用机械时，有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功所占的比例越大越好。不同的机械，不同的使用情况都会造成两者比例的不同。有用功所占比例的高低是衡量机械性能的重要标志之一。师：于是，我们专门引入了一个新的物理量 机械效率（η）来表示有用功在总功中所占比例的大小。板书：机械效率（η）：有用功与总功的比值。 师：某起重机的机械效率是70%，它表示的物理意义是什么？ 师：机械效率有没有可能等于或大于100%？ 师小结：任何机械都要受到重力，并且相对运动的零部件间存在摩擦，因此额外功不能避免，从而所做的有用功总小于总功，所以机械效率总是小于1！ 练习：师：下面我们来解决一个问题：用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，当物体升高2米时，求有用功、总功和定滑轮的机械效率（g取10N/kg）。 师：提高机械效率具有重要的意义，可以减少能源损耗，降低生产成本，那么怎样才能提高机械效率呢？ 师提示：根据η=W有/W总= W有/W有+W额入手进行思考。 师：那么具体应该怎样去做呢？ 师归纳小结 （四）课堂总结：今天，我们学会了哪些知识？ 师相机补充 学生讨论 学生进行实验，并记录数据。 学生：动力对绳子做的总功大于动滑轮对物体做的功！ 学生交流并回答：动力拉绳子除了将物体拉升外，还将动滑轮也提升了，并且还要克服摩擦！ 学生讨论回答：实验中对物体所做的功是有用的；将动滑轮提升并克服摩擦所做的功是没用却不得不做的，是额外功；本实验中人拉绳子实际所做的功包括了有用功和额外功，是总功。 学生：该起重机所做的有用功占总功的70%。 学生讨论发言 解：W有=Gh=mgh=20kg×10N/kg×2m=400J W总=Fs=220N×2m=440Jη=(W有/W总) ×100%=(400J/440J) ×100%=91% 学生思考 学生讨论：可以减少额外功，增加有用功！ 学生思考、回答：是要减轻机械自重，保持良好润滑，减小机械各零部件之间的摩擦，从而减少额外功；还可以让机械在承受范围内满负荷（多提重物）工作，从而增加有用功，提高效率！ 学生回答，相互补充