滬科粵教課標(biāo)版初中物理九年級(jí)上冊(cè)第十一章.3 如何提高機(jī)械

第4頁(yè)11.3如何提高機(jī)械效率一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能⑴了解有用功、額外功和總功的含義，以及它們之間的關(guān)系。⑵知道機(jī)械效率，會(huì)用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，會(huì)測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率。⑶知道機(jī)械效率總小于1，知道提高機(jī)械效率的方法和意義。過(guò)程與方法經(jīng)歷測(cè)算滑輪組機(jī)械效率的過(guò)程,學(xué)習(xí)測(cè)算機(jī)械效率的方法情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)學(xué)習(xí)效率的概念,增強(qiáng)節(jié)約意識(shí),提高對(duì)科學(xué)法開展觀的認(rèn)識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：有用功、額外功、總功及機(jī)械效率是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：同一機(jī)械的效率是可變的，是本節(jié)課教學(xué)的難點(diǎn)。二、教學(xué)過(guò)程1．引入新課現(xiàn)代社會(huì)是講求效率的節(jié)約型社會(huì)，時(shí)時(shí)處處都要講究提高效率。我們使用機(jī)械也要講效率。那么，什么是機(jī)械效率呢？下面我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。2．新課什么是有用功與額外功1、讓學(xué)生觀察“活動(dòng)1”，通過(guò)具體做功實(shí)例的分析，并引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)以下問(wèn)題，讓學(xué)生知道“有用功〞和“額外功〞的含義。⑴在這兩個(gè)情景中，力對(duì)哪些物體做了功？⑵哪些功是我們?yōu)榱说竭_(dá)特定目的必須要做的功？⑶哪些功是我們不需要但又不得不做的功？2、學(xué)生經(jīng)過(guò)思考、討論，可以答出：⑴對(duì)于教材圖13-16a，拉力對(duì)滑輪組做功時(shí)，拉力對(duì)重物、動(dòng)滑輪、繩子以及克服各局部之間的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我們需要的功，對(duì)動(dòng)滑輪、繩子以及克服摩擦所做的功是我們不需要但又不得不做的功。⑵對(duì)于教材圖13-16b：挖掘機(jī)對(duì)泥土、挖斗以及克服各部件之間的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我們需要的功，對(duì)挖斗以及克服摩擦所做的功是我們不需要但又不得不做的功。3、在學(xué)生答復(fù)的根底上，教師給出提升物體時(shí)，“有用功〞、“額外功〞及“總功〞的含義：有用功〔W有用〕：克服物體的重力所做的功?！瞁=Gh〕額外功〔W額外〕：克服機(jī)械自身的重力做功〔W=Gh〕、克服摩擦力和繩子自重所做的功〔忽略不計(jì)不要求計(jì)算〕?？偣Α瞁總〕：有用功和額外功的總和，即W總=W有用+W額外。〔W=Fs〕4、然后向?qū)W生指出：在實(shí)際用機(jī)械做功時(shí)，總功也等于動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功。為了檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，可讓學(xué)生分析以下情況中的有用功、額外功、總功，并說(shuō)明這樣分析的理由：⑴用桶從井中提水。〔答：目的是把水提上來(lái)，所以提升水做的功是有用功，對(duì)水桶做的功是額外功，對(duì)水和水桶做的功是總功?！尝仆暗舻骄?，把桶從井中撈起?！泊穑耗康氖前阉皳粕蟻?lái)，所以對(duì)水桶做的功是有用功，對(duì)水做的功是額外功，對(duì)水桶和水做的功是總功?！尝怯盟鞍阉岬綐巧先ァ！泊穑耗康氖前阉岬綐巧?，所以對(duì)水做的功是有用功，對(duì)水桶和人所做的功是額外功，對(duì)水、水桶和人做的功是總功?！呈裁词菣C(jī)械效率1、可用下面的問(wèn)題引出機(jī)械效率的定義：〔1〕當(dāng)你用水桶提水時(shí)，有兩只大小相同的水桶可供選擇，一只是輕質(zhì)塑料桶，另一只是厚鐵皮桶，你選擇哪一只水桶？為什么？〔答：選擇輕質(zhì)塑料水桶，因?yàn)樘嵬瑯佣嗟乃?，用塑料桶需要做的額外功較少?！惩ㄟ^(guò)答復(fù)，使學(xué)生意識(shí)到：我們?cè)谑褂脵C(jī)械做功時(shí)，額外功是不可防止的，但我們總希望做的額外功越少越好，也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。至此，可以引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出機(jī)械效率的定義和公式?！踩绾斡?jì)算比例？引出有用功在總功中占的比例——機(jī)械效率〕2、為了加深對(duì)機(jī)械效率的理解，可以組織學(xué)生討論以下問(wèn)題：〔1〕機(jī)械效率的上下表示的物理意義是什么？〔答：有用功在總功中所占比例的上下〕〔2〕機(jī)械效率的單位是什么？〔答：機(jī)械效率是兩個(gè)功〔W有用、W總〕的比值，沒有單位?！场?〕為什么機(jī)械效率總小于1？能不能等于1？〔使用機(jī)械做功時(shí)，一般情況下，不可防止地要做一局部額外功，有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1〕活動(dòng)2測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率1、引導(dǎo)學(xué)生閱讀“〞活動(dòng)2——測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率〞2、演示實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生明確：實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率，因而要求出有用功和總功，為此，可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)以下問(wèn)題的討論，逐步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：〔1〕滑輪組工作中的有用功怎樣計(jì)算？需要測(cè)量哪些物理量？〔答：W有用=G桶h，要測(cè)量物重G和物體上升的高度h。〕〔2〕滑輪組的額外功是怎樣產(chǎn)生的，是否便于測(cè)量？〔答：克服繩重、滑輪的摩擦、動(dòng)滑輪的重力所做的功都是額外功；顯然，這些額外功很難直接測(cè)量?！场?〕因?yàn)榛喗M的額外功不便直接測(cè)量，所以，用有用功和額外功之和求總功不方便。那么，還有其他簡(jiǎn)便的方法測(cè)算總功嗎？需要測(cè)量哪些物理量？〔答：有。測(cè)出繩端的拉力F和拉力移動(dòng)的距離s，根據(jù)W總=Fs計(jì)算出總功?！场?〕為了求出滑輪組的有用功和總功，進(jìn)而測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，除滑輪組外，實(shí)驗(yàn)中還需要哪些器材？〔答：彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺?！?、學(xué)生討論答復(fù)后，教師邊演示邊講解做好實(shí)驗(yàn)的考前須知，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并作好數(shù)據(jù)的記錄〔1〕鉤碼上升的高度h，可用豎直放置在鉤碼旁的刻度尺讀出，以鉤碼的下端為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)?！?〕拉力F的大小由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出，要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧不要和外殼摩擦?！?〕測(cè)量細(xì)繩自由端通過(guò)的距離s時(shí)，可事先在細(xì)繩自由端上作一標(biāo)記，再拉彈簧測(cè)力計(jì)，用滑輪組提升重物。用刻度尺量出鉤碼上升的高度后，再量出細(xì)繩標(biāo)記移動(dòng)的距離，就是細(xì)繩自由端通過(guò)的距離s。次序物重G/N彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N重物上升高度h/m繩子自由端移動(dòng)的距離s/m動(dòng)力對(duì)滑輪做功W總/J(W總=Fs)滑輪組對(duì)生物做功W有用/J(W有用=Gh)機(jī)械效率η1234、讓學(xué)生根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩次機(jī)械效率5、學(xué)生通過(guò)計(jì)算的結(jié)果，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)：同一個(gè)滑輪組，在提升不同的重物時(shí)，其機(jī)械效率是不同的。〔這是因?yàn)樵谔嵘匚飼r(shí)，物體越重，所做的有用功越多，有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率越高。〕6、引導(dǎo)學(xué)生思考：還有什么因素會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率？為什么？〔答：動(dòng)滑輪的重會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率，動(dòng)滑輪越重，額外功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率越低；滑輪自身部件的摩擦也會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率?！?、進(jìn)一深化，引導(dǎo)學(xué)生討論以下問(wèn)題：〔1〕在以上實(shí)驗(yàn)中，還有其他方法測(cè)出繩子自由端移動(dòng)的距離嗎？〔答：有。數(shù)出承當(dāng)重物的繩子股數(shù)n，那么繩子自由端通過(guò)的距離s=nh，h為重物上升的高度?！场?〕如果不測(cè)出物體上升的高度h和繩子自由端移動(dòng)的距離s，還能不能計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率？〔答：能。因?yàn)閟=nh，那么機(jī)械效率。〕三、小結(jié)本節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了使用機(jī)械做功時(shí)所做的有用功、額外功和總功三個(gè)概念，以及理解了機(jī)械效率及基計(jì)算方法;通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)算了滑輪組做功的機(jī)械效率，知道了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)量的物理量，和如何計(jì)算不能直接測(cè)量的物理量，使我們明白了機(jī)械效率的可變性。四、作業(yè)布置五、板書設(shè)計(jì)五、板書有用功〔目的要做的功〕W有用=W總—W額外〔W有用=Gh〕額