课题 11-4 机械效率 课课时 两两课时
学
目
标
1.了解什么是有用功、额外功和总功
2.理解什么是机械效率,并经历机械效率概念的形成过程
3.会有机械效率进行计算,并掌握提高机械效率的方法。
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
点
与
难
点
重点:认识什么是有用功、额外功、总功;理解机械效率的概念,会利用机械效率公式进行计算
难点:机械效率概念的建构过程,分析影响机械效率大小的因素、指出提高机械效率的方法
教 学 过 程 互动与反馈
第一课时
一、新课导入1.复习提出问题: 1、什么是功?2、功的计算公式是什么?3、功的原理内容?2.创设情景: 现在老师想将沙子运到三楼,有三种方案可以选择,请大家帮助老师选择一下哪种方案好,并说明理由?
二、新授课:1.有用功、额外功、总功教学
创设情景后,留给学生思考,然后发表观点。
生:选择方案3,因为这种方法省力更多。
生:选择方案3,因为这种方法做功最少。
师:下面我们就一起看一看每种方案都对哪些物体做了功?
生:方案1:对桶、沙子、人的自重做功
生:方案2:对桶、沙子、动滑轮做功。
生:方案3:对沙袋、沙子、动滑轮做功。
师:每种方案都对3个物体做了功,对谁做的功是你最想做的?
生:对沙子
师:为什么?
生:因为我们的目的是将沙子运上去。
师:那在这里我们就把对沙子做的功称为有用功。对谁做的功是我们不愿意但又不得不做的功。
生:对桶、沙袋、动滑轮、人的自重做功
师:我们把这部分功称为额外功
2.机械效率概念
师:每种方案都对3个物体做了功,那为什么方案3最好?
生:因为方案3做功最少。
师:让我们具体计算一下,看看是否是方案3最好。大屏幕展示计算要求。
学生计算有用功、额外功、总功
师:下面我们看一下每一组的计算结果。
生:汇报结果
师:利用这些数据能否衡量出方案3最好,你是怎样衡量的?
生:有用功相同,可以比较额外功,额外功越少的方案越好
师:很好,你是采用相同的有用功比较额外功的方法。还有其他方法吗?
生:有用功相同,比较总功也可以,总功越少的方案越好。
师:非常好的方法,那如果有两种方案有用功和总功都不相同,你怎么衡量哪种方案好呢?你能想出几种方法来。
生:思考、讨论
教师巡视
师:让我们来看一看我们的结果
生:可以将有用功化成相同,然后比较总功
生:可以将总功乘上某个数化成相同,比较有用功。
生:可以用有用功除以总功,哪个结果大,哪种方案就好。
师:有用功除以总功为什么就能分析出哪种方案好呢?它表示什么意思呢?
生:它表示有用功占总功的份数。
师:相当于把总功看成100份,而有用功相当于占了20份,而第3种方案有用功占了65份,所以方案额外功更少,方案2更好。
师:现在我们有三种方法可供运用,大家比较喜欢哪种方法?为什么?
生:第3个,因为这种方法比较简单,避免了转化过程的计算。
师:那这种方法是否具有普遍的适用性,让我们共同来推敲一下。请按照前面的分工,分别计算每种方案中有用功与总功的百分比。
学生分组进行计算。
师:现在让我们一起看看大家的成果
学生汇报计算结果
生:19.2%生:76.9%生:86.96%师:面对这些数据我们的问题是否得到了解决?
生:解决了
师:这种方法非常巧妙,它能反映出机械性能的优劣,物理学中也是用这种方法来衡量机械性能的好坏,我们称之为机械效率。
教师板书
师:机械效率是没有单位的物理量。有没有机械效率为1的机械呢?
生:没有,因为额外功不可能为0,所以总功总是大于有用功。
师:正是因为额外功不可能为0,所以机械效率总是小于1.但我们也不希望额外功太大,机械效率越高,能量利用率也就越高,也就越节省能量,这也是我们所倡导的低碳生活,所以提高机械效率不仅具有经济意义还具有很高的环保价值。抛开原题,如何提高方案2的机械效率呢?
3.提高机械效率教学
生:增加沙子的自重
生:减小动滑轮自重
生:减小桶重。
师:这些方法都可以提高机械效率
教师板书,大屏幕出现具体内容
4.教师结束语
板书:
机械效率
(一)、基本概念
1.有用功W有:使用机械时对人们有用的功2.额外功W额:人们不需要但又不 得不做的功3.总功W总:有用功与总功的和
(二)、机械效率:有用功与总功的比值公式:
(三)、提高机械效率的方法:
1,增大有用功
2,减小额外功
作业:观察生活中的大型机械,他们都是怎样提高机械效率的?针对你观察到的机械,你还能想出提高这种机械效率的方法吗?
让学生思考,并请学生发表自己的见解,提出各种观点。
教师板书,学生记录
学生进行计算
学生分组讨论方法
学生分组进算
学生思考机械效率为什么不为1
学生分析提高机械效率的方法