11.3如何提高機械效率

./如何提高機械效率班別；姓名：一、教學目標知識與技能⑴知道有用功、額外功和總功的含義,以及它們之間的關(guān)系。⑵理解機械效率,會用機械效率的公式進行簡單的計算,會測算滑輪組的機械效率。⑶知道機械效率總小于1,知道提高機械效率的方法和意義。教學重點：有用功、額外功、總功及機械效率是本節(jié)課教學的重點。教學難點：同一機械的效率是可變的,是本節(jié)課教學的難點。二、教學過程1．引入新課現(xiàn)代社會是講求效率的節(jié)約型社會,時時處處都要講究提高效率。我們使用機械也要講效率。那么,什么是機械效率呢？下面我們就來研究這個問題。2．新課什么是有用功與額外功1、讓學生觀察"活動1”⑴在這兩個情景中,力對哪些物體做了功？⑵哪些功是我們?yōu)榱诉_到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、學生經(jīng)過思考、討論,可以答出：⑴對于教材圖11-16a,拉力對滑輪組做功時,拉力對重物、動滑輪、繩子以及克服各部分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,對動滑輪、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對于教材圖11-16b：挖掘機對泥土、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、在學生回答的基礎上,教師給出提升物體時,"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〔忽略不計不要求計算。總功〔W總：有用功和額外功的總和,即W總=W有用+W額外?！瞁=Fs4、然后向?qū)W生指出：在實際用機械做功時,總功也等于動力對機械做的功。為了檢驗學習效果,可讓學生分析下列情況中的有用功、額外功、總功,并說明這樣分析的理由：⑴用桶從井中提水?！泊穑耗康氖前阉嵘蟻?所以提升水做的功是有用功,對水桶做的功是額外功,對水和水桶做的功是總功。⑵桶掉到井里,把桶從井中撈起?！泊穑耗康氖前阉皳粕蟻?所以對水桶做的功是有用功,對水做的功是額外功,對水桶和水做的功是總功。⑶用水桶把水提到樓上去?！泊穑耗康氖前阉岬綐巧?所以對水做的功是有用功,對水桶和人所做的功是額外功,對水、水桶和人做的功是總功。什么是機械效率1、可用下面的問題引出機械效率的定義：〔1當你用水桶提水時,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,因為提同樣多的水,用塑料桶需要做的額外功較少。通過回答,使學生意識到：我們在使用機械做功時,額外功是不可避免的,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,可以引導學生自己總結(jié)出機械效率的定義和公式。〔如何計算比例？引出有用功在總功中占的比例——機械效率2、為了加深對機械效率的理解,可以組織學生討論以下問題：〔1機械效率的高低表示的物理意義是什么？〔答：有用功在總功中所占比例的高低〔2機械效率的單位是什么？〔答：機械效率是兩個功〔W有用、W總的比值,沒有單位?！?為什么機械效率總小于1？能不能等于1？〔使用機械做功時,一般情況下,不可避免地要做一部分額外功,有用功總小于總功,所以機械效率總小于13、使用機械做功總是希望機械效率越大越好,以打水為例,引導學生討論如何提高機械效率呢？方法一：額外功一定時,增加有用功；方法二：有用功一定時,減少額外功4、讓學生解下列有關(guān)滑輪組機械效率的計算題,幫助學生從具體應用中理解有用功、額外功和總功,熟悉機械效率的計算公式,找到解答此類問題關(guān)鍵。例1、桶重10N,從10m深的水井中打水和撈桶時都提上來50N的水,分別計算打水和撈桶這兩個過程中的有用功和額外功、總功。打水撈桶W有用＝G水hW有用＝G桶h=50N×10m=10N×10m=500J=100JW額外＝G桶hW額外＝G水h=10N×10m=50N×10m=100J=500JW總＝W有用＋W額外W總＝W有用＋W額外=500J+100J=100J+500J=600J=600J圖13.3-1圖13.3-1===83.3%=16.7%例2、如圖13-6所示,建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶,動滑輪重為20N,不計滑輪與軸滑輪組的機械效率是多少？已知：G桶=220N,G動滑輪=20N,s=6m,n=3求：h,η解：泥桶上升的高度：。工人對泥桶做的有用功：W有用=G桶h=220N×2m=440J。工人對動滑輪做的額外功：W額外=G動滑輪h=20N×2m=40J。所以總功：W總=W有用+W額外=440J+40J=480J?；喗M的機械效率：。答：滑輪組的機械效率是91.7%。三、小結(jié)本節(jié)課我們認識了使用機械做功時所做的有用功、額外功和總功三個概念,以及理解了機械效率及基計算方法。如何提高機械效率〔第2課時一、教學目的讓學生練習測算機械效率的方法,加深對機械效率的理解,知道同一機械的機械效率并不是不變的,從而了解提高機械效率的方法。二、新課1、引導學生閱讀""活動2——測算滑輪組的機械效率"2、演示實驗,并讓學生明確：實驗的目的是測算滑輪組的機械效率,因而要求出有用功和總功,為此,可引導學生通過下列問題的討論,逐步設計實驗方案：〔1滑輪組工作中的有用功怎樣計算？需要測量哪些物理量？〔答：W有用=G桶h,要測量物重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,是否便于測量？〔答：克服繩重、滑輪的摩擦、動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量?！?因為滑輪組的額外功不便直接測量,所以,用有用功和額外功之和求總功不方便。那么,還有其他簡便的方法測算總功嗎？需要測量哪些物理量？〔答：有。測出繩端的拉力F和拉力移動的距離s,根據(jù)W總=Fs計算出總功?！?為了求出滑輪組的有用功和總功,進而測出滑輪組的機械效率,除滑輪組外,實驗中還需要哪些器材？〔答：彈簧測力計和刻度尺。3、學生討論回答后,教師邊演示邊講解做好實驗的注意事項,學生觀察實驗并作好數(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,以鉤碼的下端為標準讀數(shù)?！?拉力F的大小由彈簧測力計的示數(shù)讀出,要豎直向上勻速拉動彈簧測力計,彈簧不要和外殼摩擦?！?測量細繩自由端通過的距離s時,可事先在細繩自由端上作一標記,再拉彈簧測力計,用滑輪組提升重物。用刻度尺量出鉤碼上升的高度后,再量出細繩標記移動的距離,就是細繩自由端通過的距離s。次序物重G/N彈簧測力計的示數(shù)F/N重物上升高度h/m繩子自由端移動的距離s/m動力對滑輪做功W總/J<W總=Fs>滑輪組對生物做功W有用/J<W有用=Gh>機械效率η124、讓學生根據(jù)收集的數(shù)據(jù),計算出兩次機械效率5、學生通過計算的結(jié)果,他們會發(fā)現(xiàn)：同一個滑輪組,在提升不同的重物時,其機械效率是不同的?！策@是因為在提升重物時,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,機械效率越高。6、引導學生思考：還有什么因素會影響滑輪組的機械效率？為什么？〔答：動滑輪的重會影響滑輪組的機械效率,動滑輪越重,額外功在總功中所占的比例就越大,機械效率越低；滑輪自身部件的摩擦也會影響滑輪組的機械效率。7、進一深化,引導學生討論以下問題：〔1在以上實驗中,還有其他方法測出繩子自由端移動的距離嗎？〔答：有。數(shù)出承擔重物的繩子股數(shù)n,則繩子自由端通過的距離s=nh,h為重物上升的高度。〔2如果不測出物體上升的高度h和繩子自由端移動的距離s,還能不能計算出滑輪組的機械效率？〔答：能。因為s=nh,則機械效率。8、讓學生閱讀教材了解一些設備的效率,知道提高機械效率的一些主要方法,培養(yǎng)學生合理改進機械、提高效率的意識。三、小結(jié)本節(jié)我們通過實驗測算了滑輪組做功的機械效率,知道了實驗過程中需要測量的物理量,和如何計算不能直接測量的物理量,使我們明白了機械效率的可變性。課堂練習1.我們把使用機械時,所做的＿＿＿＿功在＿＿＿＿功中所占的百分比,叫做機械效率。寫成公式就是＿＿＿＿＿＿＿。2.使用機械做功時,由于＿＿＿＿不可避免,所以總功＿＿＿＿＿有用功,因此,機械的效率總＿＿＿＿＿1。3.4個同學測定滑輪組的機械效率時,得出下面4個數(shù)據(jù),其中哪一個數(shù)據(jù)肯定是錯誤的？：〔A,0.80； B,75%； C,1.20； D,60%。4.桶掉到井里,把桶撈上來時,對桶做的功是功,對桶內(nèi)水做的功是功。用桶提水時,對桶做的功是功,對桶內(nèi)水做的功是功?！灿杏?額外5.人用桶提沙子上樓,人對桶做的功是功,對沙子做的功是功,人實際提桶的力做的功是功?！灿杏?額外/總6、起重機把重2000N的物體勻速提高5m,起重機實際做了20000J的功,則有用功為J；總功為J；起重機機械效率η＝＿＿＿＿＿＿。7.下列說法中正確的是〔A.機械效率越高,做的有用功越多B.機械效率越低,做的額外功越多C.機械效率越高,做的總功越少D.機械效率越低,額外功占的比例越大8.用一個動滑輪將重500N的重物勻速提高0.5m,在繩子自由端所用的拉力是300N,求機械效率η＝？作業(yè)班別：姓名：一、填充題1．使用滑輪組提起20牛的重物,使它上升0.4米,作用在繩子自由端的拉力為8牛,拉力的作用點上升了1.2米,有用功為____焦,總功為____焦,機械效率是2.人用滑輪組提物體上樓,人對繩子拉力做的功100J是功,對物體做的功40J是功,機械效率是。二、選擇題3．關(guān)于機械效率,下列說法中正確的是[]A．做功越多機械效率越高B．實際生產(chǎn)中．使用機械比不使用機械做功的效率高C．使用機械做功時,機械的效率總是小于百分之百D．有用功與總功的比值越大,機械效率越小。4．某機器的機械效率的大小,正確的可能是