沪粤版九年级上册物理11.3如何提高机械效率教学设计

第一学期九年级物理教学设计备课人：
11.3
如何提高机械效率
教学目标
知识与技能
（1）、了解有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。
（2）、知道什么是机械效率，会机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。
（3）、知道实际机械的机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。
过程与方法
：
（4）、经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算机械效率的方法。
情感态度与价值观：
（5）通过学习“效率”的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。教学重点：有用功、额外功、总功和机械效率的概念。
教学难点：同一机械的效率是可变的。
教学方法：实验、讨论、阅读
教学准备:
滑轮组、钩码、细绳
教学建议：本课时实际新课计划2课时，习题课计划1课时
教学过程
第一课时
复习旧知识，引入新课
1、力学里的功包括两个必要的因素是什么？计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么？
2、演示启发，引入新课。
G(N)
h(m)
W阻(J)
F(N)
S(m)
W动(J)
1.96
0.05
0.098
1．2
0.1
0.12
比较W动
和W阻发现W动>W阻为什么呢？引入机械效率。
二、进行新课
（一）、什么是有用功与额外功
1、活动1
分析有用功与额外功
首先引导学生阅读课本图11-16并结合上面的实验进行讨论：
①、上述情景中哪些功有用？
②、哪些功无用但不得不做？
2、引出有用功、额外功、总功的概念。
①有用功：对人们有用的功叫有用功。W有
=Gh
②额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总-
W有
③总功：动力对机械所做的功。或有用功和额外功之和。W总=FS
3、教师讲解：实际使用机械时，人们总是希望额外功少些。
4、引导学生讨论：杠杆、起重机、电梯等所有机械都有一些是有用功，一些是额外功。讨论一下，哪些是有用功，哪些是额外功？
（二）、什么是机械效率
教师讲述：1、使用任何机械都不可避免要做额外功。例如用水桶从井里提水，目的是把水提上来，所以提水的功是有用功，提桶的功是额外功，而为了把水提上来，水桶是不可缺少的。额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此应尽量减小它。使用不同的机械来提起物体，我们希望做的额外功越少越好，或者说，有用功与总功越接近越好。
2、有用功跟总功的比值叫做机械效率。
机械效率公式：
强调：有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。
教师讲述：提高机械效率有重要的经济意义，可以减少能耗，降低生产成本，应对这个问题重视。
3、引导学生阅读课本了解一些常见机械的效率及提高机械效率的意义及方法。
4、例题及机械效率的练习：
重2400N的货物。如图2所示，滑轮组把它提升1m。若不考虑摩擦，
（1）绳端移动的距离是多少m？
（2）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800N，滑轮组的机械效率是多少？
分析:由于重物G是由n段绳子承担，当重物升高hm时，绳末端移动的距离s＝nhm；若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，滑轮组的机械效率等于有用功和总功的比值。
解答（1）绳端移动的距离为s＝nh＝4×1m＝4m
（2）滑轮组的机械效率为
η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/Fn=2400N/(4×800N)=75%
说明:
如何判断有用功、额外功、总功，是解机械效率有关问题的关键，解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的，使物体升高所做的功为有用功；且有W有＝Gh，即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功；且有W总＝Fs，它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。而用来克服摩擦和机械自身重力所做的功为额外功。W额＝W总－W有。
5、练习：
如图所示，小穆同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，匀速拉起重为6N的物体，使物体升高了0.2m，弹簧测力计示数为______N，则有用功是_______J，机械效率为______.
(
三)、小结
1、有用功：对人们有用的功叫有用功。W有
=Gh
2、额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总-
W有
3、总功：有用功和额外功之和。W总=FS
4、机械效率：有用功跟总功之比。，机械效率总小于1。
五、作业
自我评价与作业：1-4.
第二课时
教学过程：
复习提问，引入新课
什么是有用功、额外功和总功，什么是机械效率？
新课教学
（一）、引导学生讨论功率与机械效率的区别
1、功率反映了机械做功的快慢程度，机械效率表示机械性能的好坏。
2、分别从概念和公式比较
3、功率大的机械机械效率不一定高
（二）、活动2
测算滑轮组的机械效率
1、提出问题：如何测滑轮组的机械效率？
制定计划与设计实验：
实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、细绳
实验步骤：①、按如图所示安装好滑轮组，记下钩码和弹簧测力计的位置。
②、匀速竖直向上拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计读出拉力F
,用刻度尺测出钩码升高的高度h和弹簧测力计移动的距离s。
③、改变物重再做几次
实验记录：
实验次数
物重G
(牛)
重物上升距离h
(米)
弹簧测力计的示数F
(牛)
拉力作用点移动距离S
(米)
滑轮组机械效率η
1
2
3
分析论证：引导学生对所得的实验数据进行分析、讨论
结论：同一滑轮组，拉起的重物越重，滑轮组的机械效率越大
2、引导学生讨论：如何提高滑轮组机械效率
①、减少动滑轮的重力
②、同一滑轮组，增大起绳的重物的重力
（三）、计算有用功、额外功和总功和机械效率。
1：用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物，当将一个重为1000N的重物匀速提升2m时，人站在地面上所用的拉力为312.5N，若不计绳重和摩擦，则该滑轮组所做的有用功是多少J，机械效率是多少.
例2：甲、乙两位工人分别用如图所示的A．B两种方式，将同样重的一袋沙子提到高处，滑轮的重力小于沙子的重力，不计摩擦阻力的绳子的重力。工人______用力较小，两人所用滑轮的机械效率是
ηA_____ηB。（选填“＞”、“＝”或“＜”
＝）
练习：
1.滑轮组既能省力又能改变力的方向.
亮亮用自制的滑轮组来提起500N重物（如图10所示），绳自由端的拉力F＝200N，重物以0.2
m/s的速度匀速上升，不计摩擦和绳重，则动滑轮重多少N，拉力做功的功率是多少W，该滑轮组的机械效率等于多少，当被提起的重物变重时，滑轮组的机械效率就______（填“变大”、“变小”或“不变”）.
2、．用如图5所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为_______;若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做的功是_______J.
（四）、
小结:
(
五)、
作业布置
(六)、教学反思
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