機械效率課件(必備十七篇)_機械效率課件
發表時間:2019-10-24機械效率課件(必備十七篇)。
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1.通過實驗探究知道動滑輪提升重物時,手拉繩做的功與動滑輪對重物
做的功是不等的;
2.知道W總、W有用、W額外的含義,并清楚他們之間的關系;
3.知道什么叫機械效率及其計算方法,并利用上述實驗探究的數據計算機械效率,知道機械效率點小于1;
4.通過實驗探究影響機械效率的因素,找出提高機械效率的方法。
在使用簡單機械提升或移動物體時,我們要對機械做功,機械又要對物體做功,那么我們對機械做功和機械對物體做功相等嗎?
(一)活動:以動滑輪為例,比較手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功。
1.設計方案:
A、測拉力時,應勻速拉動彈簧秤。
B、繩自由端的拉力方向以豎直向上為宜,若方向向下,操作、讀數均不方便。
4.設計表格,進行多次實驗,將實驗數據填入表格。
5.得出結論:手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功是_______(等或不等)的。
1.在上面的活動中,將鉤碼提升至一定的高度是我們的目的,所做的功叫做有用功,記作:W有用;在使用動滑輪提升重物時,需克服摩擦力作功,還要克服動滑輪的重力做功,這部分功雖然并非我們所需要的,但又不得不做,我們將它們叫做額外功,記作:W額外;如果把手的拉力(即動力)對動滑輪做的功叫做總功,
學生復習列舉出常用的簡單機械。
學生設計方案并指出測量功的步驟。
將實驗數據記入表格并得出結論。
記作W總,則總功應等于有用功與額外功之和。即W總=W有用+W額外。
2.以撈水桶或用水桶打水為例說明有用功、額外功、總功。
3.使用斜面時:將重物舉高h所做的功(Gh)為有用功;使用斜面時,沿斜面的推(拉)力所做的功(Fs);服摩擦力所做的功為額外功。
1.定義:物理學中有用功與總功的比值叫機械效率。用η表示。
①機械效率是有用功在總功中所占比例的多少,是一個比值,所以是一個無單位的物理量。
②因為W有用總小于W總,所以機械效率η總小于1。
③機械效率是描述機械性能優劣的物理量,機械效率高的機械性能優良。機械效率的高低與所使用的機械工作時是否省力、及省力多少無關;與機械工作時的快慢程度無關;與機械工作時所完成的功的數量多少也無關.
4.活動:
①根據上述測量結果計算不同情況下動滑輪的機械效率;
②實驗、討論動滑輪的機械效率與哪些因素有關?如何才能提高它的機械效率?
5.例題:
(1)用定滑輪緩慢提升質量為20kg的物體,所用拉力為220N,當物體提升2m時,求有用功、總功和動滑輪的機械效率。(g=10N/kg)
(2)由于在使用杠桿時的摩擦非常小,故杠桿是一種機械效率非常高的簡單機械,若用一根機械效率為90%的杠桿將一個18.0kg的物體提升50cm,需要做多少總功?(g=10N/kg)
三、學生總結歸納;
四、課堂訓練。
指出在撈水桶、用水桶打水、使用斜面時的有用功、額外功、總功。
學生討論、總結。
學生活動:計算不同情況下動滑輪的`機械效率;實驗、討論動滑輪的機械效率與哪些因素有關?如何才能提高它的機械效率?
1.利用動滑輪提升物體,你能區別有用功和額外功嗎?
2.什么是機械效率?機械效率的大小可能大于1嗎?為什么?
4.如圖所示的滑輪組,不計拉線質量及滑輪轉動摩擦。重物G=200N,每一個滑輪重25N。當繩自由端拉力F拉力為N時,恰能讓重物G勻速上升。
6.斜面長5m,高1m,把重為5000N的物體勻速地推向斜面頂端,若斜面是光滑的,則推力為______N;如果斜面不光滑,所用推力為1250N,則斜面的機械效率為______。
7.通過測量滑輪組機械效率的實驗,可得出下列各措施中能提高機械效率的是( )
8.兩臺機械完成的有用功之比W1:W2=4:7,它們的機械效率分別為η1=60%,η2=75%,則兩臺機械所做總功之比為( )
9.如圖所示用滑輪或滑輪組提起同一重物,其中機械效率最高的是( )
10.滑輪組將重500N的物體,舉高80cm的過程中,機械效率為80%,則此過程中有用功為J,額外功為J。若不計滑輪摩擦及拉線質量的影響,則可知動滑輪重N,當提升重物為400N時,滑輪組的機械效率為。
11.芳芳和蘭蘭運用如圖所示的實驗裝置測定了滑輪組的機械效率,在全班交流實驗結果時,老師提出:如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變,改變其它因素,是否會影響它的機械效率呢?大家積極思考,提出了各種猜想,概括起來有如下幾種:
猜想1 可能與勻速提升的速度大小有關;
猜想2 可能與被提升的鉤碼重有關;
猜想3 可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關;
猜想4 可能與鉤碼被提升的高度有關。
芳芳和蘭蘭分別根據各自的猜想進行了探究,實驗記錄如下表。
(1)請幫助蘭蘭完成表中的一項計算;
(2)請根據她倆的實驗記錄,分別在表中寫出探究結果。
12.一保潔工人,要清洗一高樓的外墻,他使用了如圖所示的裝置進行升降,已知工人的質量為60kg,保潔器材的質量為20kg,人對繩的拉力為300N,吊籃在拉力的作用下1min勻速上升了10m,求:
(1)此過程中的有用功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑輪組的機械效率(結果保留一位小數)。
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相信同學們一定有著愛思考的頭腦,聰明、敏捷的思維,正對初中學生整理的“九年級上冊物理機械效率課后習題”,希望同學們在認真的做題的同時也去了解其中的奧妙。
1.用同一滑輪組分別把100N和200N的重物勻速提高5m,如果兩種情況下的額外功相等,則( ).
A.所做的總功不相等 B.所做的有用功不相等
C.兩次的機械效率相等 D.用于拉繩子的力兩次相等
2.不計摩擦,將一動滑輪改為定滑輪來提高重物,這樣一定能( ).
A.提高機械效率 B.提高功率 C.改變用力方向 D.節省力
3.用圖9-6-1所示的滑輪組將重為G的物體勻速提升h,繩子移動的距離為______________;所做的有用功為 _______ ;設所用的拉力為F,則該滑輪組的機械效率為 _______
題型Ⅱ 生活·物理·社會
4.如圖9-6-2所示,某同學用一個動滑輪勻速提起一袋質量是18kg的面粉,所用的拉力是100N,則動滑輪的機械效率是 .若用此動滑輪勻速提起一袋質量是25kg的大米,此動滑輪重20N,當拉繩的速度是 m/s時,拉力的功率為54W.(g取10N/kg,繩重和摩擦不計)
5.外力對水泵做7×1O5J的總功,水泵把5×1O3kg的.水送到10m的高處,計算:
(1)水泵完成的有用功?
(2水泵的機械效率?
6.某建筑工地用圖9-6-3所示的滑輪組搬運建筑材料,若工人用120N的拉力F將重300N的建筑材料勻速吊起,則滑輪組的機械效率為 _______
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基本信息
課題名稱
機械效率
授課類型
新授
課時
所屬教材目錄
人教版初中物理第十二章第3 節
教學目標
知識與能力
(1)能結合實例分析什么是有用功、額外功和總功。
(2)能說出機械效率的含義,知道機械效率是小于1的。能利用機械效率的公式進行簡單的計算。
(3)通過實驗了解滑輪組機械效率的高低與物體重力的大小有關。
過程與方法
(1)通過參與測滑輪組機械效率的活動,使學生加深對有用功、額外功和總功的認識。
(2)學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案。
情感態度與價值觀
(1)激發學生的學習興趣和對科學的求知欲望,培養學生發現問題、提出問題和解決問題的能力。
(2)在教學活動中培養學生與他人合作的意識。
教學
重難點
重點
理解機械效率
難點
測量滑輪組的機械效率
教學準備
教學方法
講授法 演示法 探究法 討論法 閱讀法 自學法
教學過程
教師活動
學生活動
設計意圖
(一)引入新課
投影,教師引導學生觀察的同時提問。
教師:這篇傳說故事告訴我們什么?
教師:他為什么聰明呢?
(二)導學達標
1.有用功、額外功和總功
投影,提出問題:有什么辦法將教室門口的沙子運上教學樓3樓?那種辦法較好?(直接拿著桶從樓梯走上去、用動滑輪、定滑輪拉上去、用袋子裝著直接從上面吊上去等)
教師:這里提供一些器材和相關的數據,請同學們討論一下用哪種方法好?
教師:在把沙子從一樓運上三樓的過程中,每種方法中各對哪些物體做了功?
教師:無論他采取哪種方法都必須做的功是什么?
教師:使用機械時對人們有用的功我們叫有用功。
教師:在幾種不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分別是什么?
教師:人們不需要但又不得不做的功我們叫額外功。
教師:有用功與額外功的總和我們叫總功。
2.機械效率
①機械效率的引出
【分組討論】
方案一(直接用桶提):有用功600J;額外功2520J;總功3120J。
方案二(用動滑輪和桶):有用功600J;額外功180J;總功780J。
方案三(用動滑輪和袋):有用功600J;額外功90J;總功690J。
教師:在這三種方法中,哪一種方法有用功跟總功的比值大?
教師:方案三(用動滑輪和袋)做的額外功最少。
教師:有用功跟總功的比值越大,我們就說機械效率高。
公式:η=W有用/W總
②機械效率的特點
教師:機械效率在數值上有什么特點。
教師:引導學生討論機械效率可不可能等于或大于1。
(有用功總小于總功,所以機械效率總小于1)
教師:不同機械的效率可能不同,同樣的機械在不同的狀況下效率也不盡相同。
機械的效率越高,越能發揮機械設備的作用。你有哪些方法提高機械的效率?
(學生討論交流總結)
教師:機械效率的高低對我們有重要的現實意義,所以我們經常要了解機械的效率。請看下面這臺機械。
③機械效率的計算投影例題
起重機把重力為4×103N的重物勻速提升了6m,而它的電動機所做的功是4.8×104J,起重機的機械效率是多少?
教師:根據剛才所學試一試
3.【實驗探究】滑輪組的機械效率跟哪些因素有關?
教師:今天我們主要探究相同滑輪組的機械效率跟物體的重力有什么關系?
教師:我們利用實驗來探究相同滑輪組的機械效率跟物體的重力到底有什么關系?
教師:實驗中需要什么測量工具,要測量那些物理量?
用刻度尺分別測出距離S、高度h
教師:怎么計算有用功、總功?請寫出表達式。
教師:實驗原理是η=W有用/W總=Gh/FS
教師:測量過程中應注意:①要勻速拉動物體。②拉力方向應豎直。
教師:如何讀數?
投影
學生分組探究,教師巡回指導,了解學情,調節教學。
展示學生的實驗數據(2-3組代表)
小組內分析數據,歸納總結
全班交流實驗結論:
次數
鉤碼所受重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
繩端移動的距離s/m
有用功W有用/J
總功W總/J
機械效率
η
1?
2?
3?
(三)課堂小結
讓學生歸納本節課學到的知識。
(四)課堂練習
思考回答
學生:這位宰相很聰明。
學生甲:他借皇帝的手懲治伙計。
學生乙:他讓伙計浪費了好多力氣。
學生丙:伙計們做了很多無用功。
思考回答
學生:對沙、桶、袋、人、動滑輪做了功。
學生:對沙做功。
學生:對桶做功。
學生:對動滑輪做功。
學生:對人和口袋做功。
學生:方案三(用動滑輪和袋)。
學生:機械效率沒有單位,總小于1。
學生:機械效率常用百分數表示。
學生:改進結構,使之更合理、更輕巧。
學生:經常保養,定時潤滑。
(學生小組相互討論交流,得出答案)
學生:用彈簧測力計測分別測出:鉤碼重力G、拉力F
學生:W有用=Gh;W總=FS
學生:眼睛要緊隨測力計且示數穩定時讀數,視線與指針指示位置垂直。及時記錄數據。
激發興趣
導入新課
調動學生學習的積極性
培養分析能力
培養學生的交流協作能力
培養學生口頭表達能力
培養學生探究能力和總結概括能力
培養學生的理解能力
培養學生的歸納總結能力
培養學生探究能力和交流協作能力
培養學生探究能力
培養學生探究能力
提高學生的創新思維能力
培養學生分析數據、歸納概括能力。
構建本節課知識體系
培養學生運用知識解決問題的能力
教學反思
本節課以實驗探究、以學生為主體、注重培養學生能力。讓學生經歷實驗探究的過程,從實驗目的,原理,器材,猜想,設計,操作,評估等過程,都是學生逐步逐步層層推進而實現的。發揮學生自主學習的能力,基于已有的平均速度的概念的基礎上,猜想小車下落的過程運動,設計出利用比較平均速度,證明小車下落時運動特點,并通過實驗,得到明確的證明,以及通過小組同學合作討論,得出實驗中需要完善的環節。
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合理的教學流程應該遵循學生的認知規律,是環環相扣、循序漸進的。本節課我是按以下六個步驟逐一進行:
(一)知識回顧 圖片導入(預設時間
觀看PPT(
(二)提出問題 引出概念(預設時間
圖中小孩的目的是什么?——引出對沙子做的功是有用功。
圖中小孩還對什么做了功?——引出額外功的概念。
三次將沙子運送到三樓分別要對什么做功?——引出總功的概念。
(設計意圖:這些問題的.提出緊扣教材,引導學生了解教材內容,并知道有用功,額外功的,總功的概念。此環節是教學中的重點,是學生分清有用功,額外功,總功的關鍵)
(三)演示計算 強化記憶(預設時間
將小孩對沙子,自身,桶,口袋,動滑輪做的功分別計算出來
結合概念,對此圖中的有用功,額外功,總功進行計算,強化概念的記憶
引入機械效率的概念及公式,算出圖中的機械效率,對比后加強記憶
(設計意圖:在這個環節中進一步突出重點和難點,也促進學生對有用功,額外功,總功概念的記憶,并且知道機械效率的定義,對如何提高機械效率有正確的認識)
(四)合作探究 分組實驗(預設時間
1提出如何提高機械效率的問題,探討斜面的機械效率,讓學生自主探究
2將學生分組,選用實驗器材,畫出表格,并記錄所需的實驗數據
(設計意圖:此次探究實驗體現出物理教學離不開實驗,突出了實驗的重要性,并且使學生能團結合作,提高動手操作能力,也讓學生在實驗中體會學習物理的樂趣)
(五)分析表格 歸納結論(預設時間
讓學生將實驗數據歸納,寫出實驗結論
實驗結論:斜面的傾斜程度越大,越不省力,其機械效率越高。
(設計意圖:收集實驗數據,從實驗中歸納科學規律的能力。
(六)作業設置 鞏固提高(預設時間
課外練習是學習中的一個重要環節,是針對學生所學的知識,進行練習鞏固,進而拓展課上所學內容,提高學習水平。對此節課我預設了二方面的內容
1思考并完成課本第2,3,4題。
2 完成練習冊上相應的練習。
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(1)機械效率是反映機械性能的優劣的重要標志之一??偣Φ扔谟杏霉εc額外功之和,因而有用功只占總功的一部分。顯然,有用功所占比例越大,機械對總功的利用率就越高,機械的`性能就越好。物理中,用機械效率來表示機械對總功得了利用率。
(2)在計算機械效率時,注意物理量名稱所表示的意義??偣Γ杭磩恿C械所做的功,稱之為動力功,也叫輸入功。理想機械:W總=W有用,W輸入=W輸出,W動=W阻。實際機械:W總=W有用+W額外,W輸入=W輸出+W額外,W動=W有用阻力+W無用阻力。
1.減少機械自重。
2.減少機械的摩擦等來減小額外功。
3.在額外功一定時,增大有用功。
4.改進結構,使它更合理、更輕巧。
5.在使用中按照技術規程經常保養,定時潤滑,使機械處于良好的運轉態。
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1、本節內容不僅屬于《機械與人》章節的重點重要內容,同時也是整個八年級(初二)物理學習的集大成章節。其內容包含本章節機械功能特點、功、功率等相關知識,還囊括了多種受力分析、判斷和物體運動、平衡等眾多知識??梢赃@樣說,本節內容基本上把一本書大部分知識都融匯交織于此。因此不僅是一堂新課,而且還是一堂涵蓋面非常廣的總結課,當然也是一堂很具有難度的挑戰課。
2、本節課不僅學習新的物理概念“機械效率”,能夠對于機械效率進行分析和計算,而且還需要讓學生能夠在學習和生活當中真正的理解”效率”的切實意義,能夠在生產實際中解決實際問題,達到人文和科學的高度結合。
3、本節內容基本上可以認為是8年級物理學習一年以來的收關之課,通過本節的學習能夠把學生對于物理學科的認識和理解水平提升一定的層次和高度。
4、本節教學不能停留在簡單的理論分析上,更重要的是結合實驗讓學生真切的理解機械效率的意義。考驗學生的實驗探究,創造性、歸納總結、團隊合作等多方面的能力。
通過一年以來的學習,同學們儲備了一定量的物理基本知識,掌握了一定的物理學習方法和具有一定的實驗、實踐方法和能力。大部分同學能夠適應本節課的基本要求,同時也應當主意少數同學學習能力不足的現象。所以本節課的學習應當注意以下幾點:
1、少一些高難度的理論分析和復雜的多步驟計算,盡量把抽象的知識生活化和形象化,讓學生通過生活來理解知識,同時利用知識來解釋、指導生產、生活。
2、適當的梯度和坡度,照顧不同學習能力層次的同學,讓所有同學都能夠參與學習和思考,有收獲。
3、讓學習走向生活,給學生預留一定的不同難度的課后實踐探究問題,培養實踐能力。
4、引導學生進行總結和反思,提升知識和能力的高度。
5、根據本地學生實際學習情況,本節內容分為兩部分,兩個教學時進行。第一部分讓學生通過簡單的實驗理解機械效率,能夠對相關問題進行分析和計算,達到對機械效率的切實理解,掌握實驗探究各種機械效率的方法,為下一節實踐探究各種機械效率做好充分準備。第二部分為實踐探究課,同學們應用上節所掌握的知識和方法及要求探究不同機械在多種情況之下的機械效率,并且進行歸納總結,加深對機械效率的認識理解,同時能夠利用所掌握和發現的知識去解決生產生活的實際問題。
①理解有用功,額外功,總功,以及三者之間的區別、聯系等關系。
②掌握機械效率的意義和計算方法。
③掌握通過實驗、實踐探究、測量和分析計算各種機械的機械效率的方法。
通過實驗采集數據和分析,初步形象的理解機械效率,然后能夠在理論分析的層次更加深入透徹的理解機械效率以及影響機械效率的各種因素。并且最終能夠從理論走向生活和生產。
3、情感和態度目標:
培養學生合作的團隊精神,實事求是的科學態度以及理論實踐相結合,主動探究尋求真理的科學精神。
四、重難點:
重點:通過實驗探究初步理解機械效率,能夠進行簡單的計算分析。
難點:對機械效率深入分析,掌握機械效率的影響因素,能夠區分功、功率、機械效率等容易混淆的概念和意識。掌握實驗探究機械效率的基本方法。
本堂課應該有以下幾點突出表現:
1、教師成為學生們學習的引導者,巧妙和高效的引導學生發現問題和解決問題,不應該成為知識的灌輸者,甚至教師要學會裝“不懂”讓學生教老師,體現學生在學習中的主體地位,培養自我學習的能力。
2、實驗、實踐和理論相結合,首先由生活發現問題,通過實驗探究歸納總結,解決問題。然后上升到高層次的理論分析,最后又回歸到生產生活中。切實的體現物理科技知識教育的價值和意義。
3、師生之間具有良好的互動,教師能夠切實的掌握學生對于知識和能力的把握程度,能夠隨機應變,及時調整教學方式及內容。
4、巧妙鋪墊,預留學習內容,為下節實驗探究做好充分的準備。
5、對機械效率深層次,高高度的理論分析,掌握測量機械效率的基本方法
學生活動:教師引導示例,利用多媒體展示圖片,學生分析運送磚頭時的有用功,額外功、總功。
引導學生分析:在實際使用機械的時候,總功總是大于有用功,不得不做額外功。
②表達式:
學生活動:翻看書本,找出答案回答。并且對知識點加強記憶。
(二)實驗探究,切實體驗實際,測量滑輪組的機械效率。
2、學生分組實驗,采集數據,分析計算,并且把各組數據公布于黑板之上。教師引導學生歸納總結,進行評估。
(三)課本例題分析處理,明確規范解題格式、方法和要求。
學生活動:抽點學生分析題目,講解思路。強化解題格式。
1、公式的變形應用,配置一道小型的練習題。
練習1、已知某工地上滑輪組的`機械效率是85%,要把質量為200千克的磚塊提升10米,則滑輪組自由端拉力應該做多少功?
學生活動:討論效率大越大,則說明機械所做的有用功越多?
機械效率大小跟所做的各種功大小沒有任何必然的關系,只說明有用功在總功當中的比例、份額。當控制變量時,討論相互之間大小關系。
機械效率小于1,所以各種機械可以按照我們需求省力或者省距離,但是絕對不省功。
4、討論思考:機械效率與功率的區別,能否說機械效率越大,則功率越大,或者說功率越大,效率越大?
當有用功一定時,盡量減少額外功(減小總功)提升相同質量的磚頭一定高度
同一個滑輪組提升重物,盡量增加重物質量,好比打的包車,盡量多座人
(六)、簡單習題訓練,檢測知識掌握程度。
③甲乙兩臺機器,甲的機械效率是85%,乙的機械效率是60%,則( )
④一滑輪組,不記繩重和摩擦,用它來提升一重為G的貨物時,其機械效率為80%。若用該滑輪組來提升一重為2G的貨物時,其機械效率( )
A.大于80%
B.等于80%
(七)總結本節課學習內容,引導如何對待生活學習。多,快、好、省。
(八)安排下節教學內容,安排課后作業。
下節課學習內容預告及安排:
1.實踐探究同一滑輪組機械效率是否恒定、
要求:提出自己的猜想,別且根據猜想設計可行的實驗驗證方法,提前設計好數據采集表格。
九、課后作業:
1.用一個動滑輪把重為1000 N的物體提高2 ,所用的力是550 N,則有用功為_____,總功為_____,這個滑輪組的機械效率為_____,動滑輪的重力_____N(不計繩重及摩擦)
2.如圖1所示,用此裝置拉一重為100 N的重物,使其在地面上做勻速直線運動,若不計滑輪重和摩擦,所需拉力為8 N,則物體與地面間的摩擦力為_____N。實際此裝置的機械效率為80%,欲使物體以0.6 /s的速度沿水平地面前進,那么實際拉力為_____N,拉力在 5 s內做的功為_____。
3.用500 N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8 時,可將滑輪組懸掛的重為1500 N的物體勻速提高2 ,則額外功占總功的百分比是 [ ]
A.25%
B.75%
C.15%
D.85%
4.一個滑輪組經改進后提高了機械效率,用它把同一物體勻速提升同樣的高度,改進后與改進前相比較[ ]?
B.總功不變,額外功減小了?
D.以上說法都不對?
5.起重機在1 in內能把5.0×104 N的物體勻速提高30 ,它的機械效率是60%,在 1 in內,起重機所做的有用功為多少?所做的總功為多少?總功率是多少W?
6、用滑輪勻速提升360 N的物體,假若滑輪組的機械效率為80%,繩子所能承受的最大拉力為100 N,考慮既省力又方便,問:此滑輪組應由幾個定滑輪幾個動滑輪組成?實際拉繩的力多大?
十、板書設計:
? 機械效率課件 ?
●教學目標:
1.知識和技能
(1)了解什么是有用功、額外功和總功。
(2)理解什么是機械效率。
2.過程與方法
通過參與探究斜面機械效率的活動,學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案。
3.情感、態度與價值觀
在實驗中培養合作精神,養成實事求是、尊重實驗結果的科學態度。
●教學重點:知道有用功、額外功和總功,理解機構效率。探究斜面的機械效率。
●教學難點:測量簡單機械的機械效率。
●教具:彈簧秤、小車、長木板、鐵架臺。
●教學過程:
一、引入新課:
1.引導:課文107頁中的各種方法都能把沙子運到樓上,同學們由此可以提出什么問題?[總共做了多少功?克服沙子重力做多少功?各種方法做功是否同樣多等問題。]
2.引入課題:機械效率。
二、新課教學:
(一)機械效率
1.組織討論。找出各種方法中的共同點和不同之處。[用不同方法,人所做的功不完全相同,但克服沙子重力所做的功是相同的。]
2.能區分有用功、額外功和總功的含義了嗎?
人對沙子所做的功是對我們有用的功,叫做有用功。對桶、口袋所做的功是非我們需要但又不得不額外所做的功,叫做額外功。有用功和額外功之和叫做總功。
分析:使用任何機械都不可避免地要做額外功,即有用功始終都要小于總功。
3.機械效率:有用功跟總功的比值叫做機械效率。機械效率的公式:
有用功-W有用,總功-W總,機械效率-η
提出問題:機械效率可以大于100%嗎?分析得出:使用機械時會不得不做一些額外功,所以機械效率必然小于100%。
例題:起重機把質量為0.6t的重物勻速提升了3m,而它的電動機所做的功是3.4×104J,起重機的機械效率是多少?
二、斜面的機械效率
1.閱讀“斜面的機械效率”。了解實驗裝置和實驗過程。
2.設計簡單的實驗報告和記錄表格。
3.完成實驗的實驗報告。
三、課堂小結
四、作用:110頁1。
五、教學反思:
板:
四.機械效率
1.有用功:我們所需要的功額外功:對于額外負擔所不得不做的功??偣Γ河杏霉εc額外功。
2.機械效率:有用功與總功之比。公式,沒有單位,小于1,常用百分數表示。
3.探究:斜面的機械效率
提出問題、猜想、設計實驗方案、進行實驗、分析數據,得出結論、評估。
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【教學目標】
1、知道有用功、額外功和總功的含義及三者的關系。
2、理解機械效率的概念,并能計算簡單機械的效率。
3、培養學生對任何事情都要注意“效率”的科學態度。
【教學重點和難點】
對機械效率概念的理解。
【教學方法】
綜合教學法。
【教學儀器】
電腦教學平臺一套,滑輪組、鐵架臺、彈簧秤、刻度尺、
【教學過程】
一、引入有用功、額外功、總功
師:我們學校旁有一座私人住宅正在建造中,現在需把100N重的砂子運到6m高的樓上。想想看,有哪些方法,可以把砂子運上去?
在電腦上映出下圖:
生:可以把砂子裝在桶里或裝在袋子里,人提上去??梢杂闷鹬貦C吊上去。還可以用動滑輪或滑輪組等簡單機械將砂子運上去。
師:同學們回答得都很好。我們可以有許多辦法將砂子運上樓。
現在我們選取其中的一種做個模擬實驗,請大家討論。(電腦模擬動畫)
這是一個利用滑輪組提升砂子的裝置圖,請觀察和思考:
1、幾段繩子承擔物體和滑輪的總重?
2、砂子升高h,繩子末端移動的距離s是多少?
3、把100N重的砂子運上6m高的樓上,需要做多少功?
4、通過滑輪組,繩子末端用了40N的拉力將砂子運上去,實際做了多少功?
5、想一想,這兩個功為什么不相等?
學生討論的結果。
生:提砂子上樓時也要把桶、動滑輪提上去,還要對桶和動滑輪做功;另外繩和滑輪之間還有摩擦,也需要做功。
師:我們的目的是把砂子運上樓,所以把100N重的砂子運到6m高的樓上,無論采取哪種方法都必須做的功,這是有用的功。用滑輪組將砂子運上去,在完成運砂子的同時,還不得不對桶和動滑輪也做了功,此外還要克服各種摩擦做功,這部分對砂子提上樓沒有用,但又不得不做的功,是額外功。
板書:
(一)有用功、額外功、總功
有用功:在工作時,對人們有用的功。
額外功:在工作時,對于額外負擔所不得不做的功。
總功:有用功與額外功的和。
二、引入機械效率
1.實驗;把動滑能重G=6N的砝碼提高到h=0.2m的高度時,的拉力為多少?
②通過動滑輪組所做的有用功、總功。
2.討論與分析
(1)有沒有一種簡單機械只做有用功,不做額外功?
(沒有)
(2)使用不同的簡單機械做功,完成相同的有用功時,所做的總功是否相同?這說明什么?
(不同)(這說明額外功不同)
(3)額外功在總功中占的比例越多越好,還是越少越好?
(越少越好)
師:一定的總功中,額外功少意味著什么?
生:有用功多。
師:在使用機械時我們最關心的是所做的這些總功中,有用功究竟占了多少。為此我們引入一個新的物理量,叫做機械效率。
板書:
(二)機械效率的定義
有用功跟總功的比值叫做機械效率。
板書:
(三)機械效率的公式:
練習:
1.計算課本例題中起重機的.機械效率。
2.計算學生分組實驗中所用的簡單機械效率。
師:由計算結果推知。
板書:
(四)機械效率η是個百分數,一定小于100%,沒有單位。
三、小結
師:以上我們討論了機械的效率,其實在日常的生產、生活中,“效率”的含義很廣泛。我們做任何事情都有一個效率問題。我們生活的社會是一個現代化的社會,是講效率的社會,時時、事事、處處都要求高效率,以盡可能少的消耗去取得盡可能多的效益。我們在學習中,也應注意學習的效率,特別是提高40分鐘的課堂效率,這是我們掌握知識、提高能力的重要方法。
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本節課在教學設計過程中,先利用學生原有知識水平,借助具體實例,通過數據計算的方法來讓學生參與活動和討論,從而認識體會有用功、額外功和總功定義;
第二,繼續讓學生利用數據進行計算,認識機械效率的公式應用;最后通過結果差異的原因分析,從而使學生知道影響機械效率的因素及提高機械效率的'方法。在教學過程中,教師先讓學生充分認識、理解相關的物理量、再借助實例分析、數據計算及其討論分析的方法來幫助學生思維,初步理解機械效率,最后再由例題和練習來鞏固對機械效率的認識,以達成理解應用機械效率的水平,從而突出重點、突破難點。
本節課不足之處:教師在講評計算題時,沒有幫助學生分析錯誤的原因。例如:學生錯把沙桶提升的高度作為動滑輪拉力通過的距離,教師應幫助分析S與h的關系:S=nh,有2段繩子吊起動滑輪,所以n取2即S=2h。
學完本節課后,教師可總結以下規律以幫助學生理解機械效率:
1.機械效率的計算:機械效率很容易算,只是用有用功除以總功,主要是有用功及總功的計算。在解答時可這樣計算:
○滑輪組、杠桿的效率時可這樣考慮:
總功:人對機械做的功。
有用功:機械對物體做的功。
○2計算斜面機械效率時:
總功:人用上斜面后做的功。
有用功:若人不用斜面,直接用手提物體做的功。
2.機械效率與相關因素的關系
(1)滑輪組
○1同一個滑輪組提升同一個物體,機械效率與被提升的高度無關。
○2同一個滑輪組提升不同的物體,物體越重,其機械效率越高。
○3不同的滑輪組提升同一個物體,動滑輪個數越多,越省力,但效率越低。
(2)斜面
○1利用同一個斜面將同一物體提升,斜面與地面的夾角越大,效率越高。
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也不費力的。例如獨輪車、鉗子、起子、剪刀、天平等。
動滑輪、滑輪組三種。
(1)定滑輪定義:軸固定不動的`滑輪叫做定滑輪。定滑輪實質是一個等臂杠桿,使用它不省力,但可改變力的方向。例如在旗桿上裝一個定滑輪,人站在地上就能把旗子升到高處。
(2)動滑輪定義:滑輪和重物一起移動,這樣的滑輪叫動滑輪。動滑輪的實質是動力臂力阻力臂二倍的杠桿,使用動滑輪能省一半力,但是不能改變力的方向,在很多情況下使用不方便,因此動滑輪很少單獨使用。
(塔式起重機等。
3.輪軸定義:由輪和軸組成,能繞共同軸線旋轉的簡單機械,叫做輪軸。輪軸的實質是可以連續旋轉的杠桿。例如汽車駕駛盤,手搖卷揚機,轆轤等。
。說明,表中有些欄目的公式沒有化成最簡式,目的在于讓公式仍能繼續充分反映各機械的本質特征,便于學生準確選擇公式解答題目。
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一、填空題(每空1分,共30分)
1.對完成工作任務無用而又必須做的功叫做___________,有用功和額外功之和叫做___________。
2.因為_________功總小于_________功,所以機械效率總小于1。提高機械效率的途徑是減小___________功。
3.板車上裝有貨物,一人拉著該板車將貨物送到目的地,對貨物所做的功叫__________功,對板車所做的功叫_________功,如果目的是送板車,則對板車所做的功叫___________功,對貨物所做的功叫___________功。
4.一臺起重機將3600N的貨物提高4m,如果額外功是9600N,起重機做的有用功是_____________,總功是___________,機械效率是___________。
5.利用一個動滑輪將重70N的物體勻速提高6m,設動滑輪重10N,繩重和摩擦不計,則利用動滑輪所做的額外功是_____________,總功是___________,這個滑輪組的機械效率是___________。
6.如圖1所示,物重40N,滑輪重10N,用力F勻速向上提起重物時,拉力F的大小為_________,滑輪組的機械效率是___________。(繩重和摩擦不計)
7.某機械的機械效率為80%,使用它做400J的有用功,需同時做_________J的額外功。
____________、__________;彈簧測力計的拉力方向應__________,鉤碼應___________上升;將圖中鉤碼減少一個,則滑輪組的機械效率將__________。
9.如圖3所示,物體A的質量是100kg,在力F的作用下物體以0.5m/s的速度沿水平方向勻速前進。若A與水平面間的摩擦力為物重的1/2,滑輪組的機械效率為80%,則5s內拉力的有用功是______J,拉力F是______N。(g取10N/kg)
10.用圖4所示的滑輪組甲和乙,提起同樣重的物體時甲滑輪組的機械效率為η甲,乙滑輪組的機械效率為η乙,則可判定η甲______η乙;如果用乙滑輪組第一次提起重G1的重物,機械效率為η1,第二次提起重為G2的'重物(G1>G2),機械效率為η2,則可判定η1______η2。(不考慮繩重和摩擦的影響,且動滑輪的重力相等)
二、選擇題(每題3分,共30分)
斜面和滑輪組將同一物體舉升相同高度,做的有用功( )
A.杠桿最多 B.斜面最多 C.滑輪組最多 D.一樣多
2.在下列有關機械效率說法中正確的是( )
A.機械效率較大的,所做功少
B.機械效率較大的,所做的額外功較少
C.機械效率較大的,有用功和額外功的比值較大
D.機械效率較大的,額外功和有用功的比值較大
3.若把一個定滑輪改成動滑輪使用,除了可以省力外,還( )
A.可以省功 B.提高了機械效率 C.機械效率不變 D.降低了機械效率
4.機械效率不可能大于1的原因是( )
A.動力總大于有用阻力
B.動力功總是大于機械克服全部阻力所做的功
C.阻力功總是大于動力功
D.它符合功的原理
乙兩個滑輪組來提相同重物G,甲圖中兩個動滑輪共重5N,乙圖中一個動滑輪重3N,不計摩擦和繩重,則兩個滑輪組的機械效率( )
A.甲比乙大 B.甲比乙小 C.一樣大 D.以上三種情況都可能
6.如圖6所示,用兩個滑輪組提升貨物,所用的動力之比為F1:F2=4:3,被提升貨物的重力之比為G1:G2=1:2,則兩個滑輪組的機械效率之比為( )
A.4:3 B.3:8 C.3:4 D.1:3
7.利用一個滑輪組提升物體,不計摩擦阻力,則用這個滑輪組( )
A.提升的物體重力越小,機械效率越高
B.提升的物體重力越大,機械效率越高
C.把物體提的越高,機械效率越高
D.自由端拉力越大,機械效率越高
8.如圖7所示的兩個滑輪組分別把重力相等的兩個物體提升相同的高度,所用的拉力F1=F2,比較兩拉力所做的功W1.W2及兩滑輪組的機械效率η1.η2,則有( )
A.W1>W2,η1<η2 B.W1 C.W1=W2,η1=η2 D.W1η2
9.用兩個定滑輪和兩個動滑輪組成一個滑輪組,(動滑輪的重力不能忽略)用此滑輪組提起重力為200N的物體,如果提起物體所需要的力是50N,則此滑輪組的機械效率為( )
A.60% B.65% C.80% D.85%
乙兩個滑輪組,如圖8所示,用它們來提升同一重物,甲滑輪組將重物舉高1m,乙滑輪組將重物舉高2m,在不計繩重和摩擦的條件下,下列說法正確的是( )
A.甲滑輪組拉力大,機械效率低
B.乙滑輪組省力,所以它的機械效率高
C.乙滑輪組將重物舉得高。所以它的機械效率高
D.乙滑輪組做的有用功多,但甲、乙機械效率相等
三、多選題(以下各題至少有兩個答案符合題意,請把正確序號填入括號內,選對但不全得1分,不填或填錯不得分;每題3分,共15分)
1.下列關于機械效率的說法中,正確的是( )
A.機械效率總小于1
B.機械效率可能大于1或等于1
C.增加機械做功時間可以提高機械效率
D.有用功一定時,減少額外功可以提高機械效率
2.一個工人用如圖9所示的滑輪組提起重2000N的貨物,所用的拉力是800N,繩子自由端被拉下4m,下列說法正確的是( )
A.總功是3200J,機械效率是40%
B.有用功是2000J,總功是3200J
C.有用功是3200J,機械效率是62.5%
D.總功是3200J,機械效率是62.5%
3.兩個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組提升物體,若已知物重400N,繩子自由端的拉力為120N,則滑輪組的機械效率可為( )
A.30% B.67% C.83% D.100%
4.用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組,把重物勻速提起,繩子的最大承受力為300N,滑輪組的機械效率為60%,這樣一次提升的重物最多有多重?( )
A.360N B.540N C.600N D.1000N
5.有一人用同一滑輪組分別將重1000N和2000N的物體勻速提升5m,動滑輪重200N,不計繩重和摩擦,,則上述兩種情況中正確的是( )
A.滑輪組的機械效率不相等
B.人做的額外功相等
C.人做的總功相等
D.繩子自由端移動的距離相等
四、作圖和實驗題(每空1分,2題4分,共13分)
測定滑輪組的機械效率。選用的滑輪每個重0.6N,每個鉤碼重2N,彈簧測力計的最大量程為2.5N?,F掛3個鉤碼:
1.要完成此實驗最少需_______個定滑輪,______個動滑輪。
2.在方框中畫出實驗裝置圖。
3.繩子自由端的拉力至少為_______N。
4.在實驗中_______拉動繩子時,彈簧測力計示數為2.5N,鉤碼升高10cm,則有用功為_______J,總功為______J,機械效率為_______。
5.在實驗中若被提升的物體重力一定,則適當_________(填“增加”或“減小”)動滑輪個數,就越省力。滑輪組的機械效率就越_____。
五、計算題(1題6分,2題6分,共12分)
1.某建筑工地的工人利用滑輪組把一車磚勻速拉到5m高的樓上,共做有用功1.5×104J:(1)這車磚重多少牛?(2)如果滑輪組的機械效率是60%,要用200N的力把車拉上去,繩子要拉下多少米?
2.方芳用一杠桿把重1000N的重物從地面勻速提升到二樓陽臺上,她設計的杠桿動力臂與阻力臂之比為4:1,假定在提升過程中其力臂比不變,則在理想情況下,用多大的力就可達到目的?實際上她用300N的力才把重物提起,則此杠桿在提升過程中的機械效率約為多大?(提示:動力臂與阻力臂之比為4:1,則動力移動距離與阻力移動距離之比就是4:1。)
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按照九年級上冊物理課本的章節順序進行復習,并輔以試卷進行練習,熟練各類題型,由簡入深,形成自己的知識體系,同時在這個過程中老師發現學生的不足,及時給于修整。
二、預計達到的目標:平均分為49分,及格率為31%,優秀率為6%,低分率控制在14%以下。
這這兩個班兩極分化非常嚴重,后進生對學習一點興趣都沒有,大多數學生基礎差,對物理學習還沒有找到一定的方法,雖學習刻苦,但成績很不理想。
考試要考好,老師給于正確的指導是關鍵。認真研究了去年的抽考命題特點,得到以下結論:命題是以《物理課程標準》的目標、理念、內容標準為依據,以現行課本為依據全面體現“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三維目標的要求。依照這樣的要求,方向明確了,心中有數了,老師才能有的放失的指導學生復習,從而達到事半功倍的復習效果。
(2)、有計劃性,針對性復習。
1、 梳理知識,形成結構---便于記憶;
2、 重點內容,細講多練---技能知識需要過手、過腦、過心;
3、 注意糾錯,規范習慣---易錯點是難點,找出錯誤,分析原因,規范格式,養成習慣
4、 綜合練習,評講拓展---練中記憶,練中鞏固,練中知新,
講中糾錯,講中深化,講中思維。
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教學重點 有用功、總功、額外功的概念;機械效率的計算和怎樣提高機械效率
●自主預習:
閱讀課本第86面、第87面,完成下列填空:
1.測量滑輪組的機械效率的實驗中,需要測量四個物理量: 鉤碼的重力G、 鉤碼提升的高度h、 拉力F、 繩端移動的距離s;
1.各小組分工合作,完成下面實驗:
(1)如圖安裝滑輪,記下鉤碼所受的重力G及鉤碼和彈簧測力計的位置;
(2)緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼升高h,讀出拉力F的值,用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s;
(3)算出有用功、總功、機械效率。
(4)改變鉤碼的數量,再做兩次上面的實驗。
●教師點撥:
我們在探究影響滑輪組機械效率高低的因素時,沒有考慮摩擦的因素.
●跟蹤練習:
1.小明在測量滑輪組機械效率的實驗中,所用裝置如圖所示,實驗中每個鉤碼重2N,測得的數據如下表:
(1)在實驗中,測繩端拉力F 時,應盡量豎直向上__勻速____拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數。
(2)第1次實驗測得的機械效率為____74%__。(結果保留兩位有效數字)
(3)分析表中數據可知:第2次實驗是用 b 圖做的;第4次實驗是用 c 圖做的。(選填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次實驗數據可知:使用同一滑輪組, 增大提升重物的重力 可以提高滑輪組的機械效率;分析第1、3次實驗數據可知:使用不同的滑輪組,提升相同的重物,動滑輪個數越多(即動滑輪總重越重),滑輪組的機械效率 小 。
(5)分析第3、4次實驗數據可知,滑輪組的機械效率與物體被提升的高度 無關 。
●自主預習:
閱讀第87面內容后完成下面填空:
1.提高機械效率的主要辦法是 改進結構 、使它更合理、更輕巧。
2. 在使用中按照技術規程經常保養,使機械處于良好的狀態 ,對于保持和提高機械效率也有重要作用。
●小組討論:
1.實驗探究:對于同一個滑輪組提升不同重物時,它的機械效率是否改變呢?
2.如何設計實驗證明?
實驗步驟:
①用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組提升兩個鉤碼,記錄鉤碼的重力、彈簧測力計的拉力、鉤碼上升的高度、繩自由端移動的距離.
②用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組提升四個鉤碼,記錄鉤碼的重力、彈簧測力計的拉力、鉤碼上升的高度、繩自由端移動的距離.
表格設計:
分析表格數據在與同學們交流討論,你能得到什么結論?
●教師點撥:
同一機械的效率并不是固定不變的,而是隨著不同的工作狀態和環境而變化的.例如:一個組裝好的滑輪組,其提起的物重越大,則其機械效率越高,因為此時的額外功(提起機械本身所需要的功)相對越小;當然,由于機械間的摩擦而造成的額外功并不會減小. 當額外功一定時,在機械能承受的范圍內盡可能增加每次提起重物的重力,充分發揮機械的作用.
●跟蹤練習:
1.甲吊車比乙吊車的機械效率高,當它們分別把相同質 量的物體勻速提升相同高度時,則( B )
2.小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度,如圖所示.他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為F甲和F乙,則F甲 < F乙;所做的有用功分別為W甲和W乙,機械效率分別為η甲和η乙,則W甲 < W乙,η甲 < η乙.(均選填“>”、“=”或“
3. 在“探究動滑輪的機械效率”時,某小組利用自重不同的兩個動滑輪進行了如圖所示的三次測量,數據記錄如下:
(1)完成表格中實驗數據①、②和③的計算.
(2)通過比較哪兩次實驗數據〔選填實驗序號〕,可以初步判斷動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關?
(3)小明認為“同一個機械,它的機械效率是一個定值”,你可以用哪兩次實驗數據來驗證他的觀點是不對的?
解:(1)第3次數據中,有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J,總功W總=FS=3.3N×0.4m=1.32J,機械效率η= W有用/ W總=1.2J/1.32J≈90.9%;
(2)①②兩次實驗中,鉤碼的重力相同,動滑輪的重力不同,機械效率也不同,因此探究的是機械效率與動滑輪自重的關系;
(3)比較①③,同一個機械,動滑輪重力不變,提升的物體重力不同時,機械效率也不同,提的物體越重,機械效率越大.
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【教學目標】
一、知識與技能
1.知道利用斜面拉物體時,有用功與總功的計算方法,會計算斜面的機械效率。
2.會測定斜面的機械效率,并會運用控制變量法的實驗方法進行探究實驗。
3.知道提高機械效率的意義和主要方法。
二、過程與方法
1.從生活實際出發,培養探究物理學的有關知識的興趣以及深入認識事物的能力。
2.親身經歷測量斜面機械效率的過程,通過參與探究影響斜面的機械效率因素的活動,學習擬定簡單的科學探究計劃和實驗方案,并培養自主合作探究的能力。
三、情感、態度與價值觀
1.讓學生學會關注生產、生活中各種機械的機械效率,具有用機械效率來評價機械的意識。
2.通過探究活動,進行充分的交流與合作,培養學生嚴謹求實的科學態度和團結協作的科學精神。
【實驗教具】
學生用實驗器材:彈簧測力計、刻度尺、木板斜面、毛巾、玻璃、帶鉤的方木塊、長方體鐵塊、砝碼。
老師用實驗器材:器材同上。
軟件:Flash課件。
【教學過程】
一、創設情景,導入新課
師:工人往高處搬重物時,一般會用什么方法?
生:用木板搭成一個斜面,把重的東西推上去或拉上去。
師:為什么這么做呢?
生:因為斜面可以省力。
師:斜面這種省力的機械,在生活中有許多運用,同學們都見過哪些斜面?
生:盤山公路就是一個大斜面。(大屏幕)
師:還有嗎?
生:我們騎自行車上坡時,走S形路線會更容易一些。也是利用了斜面可以省力。
師:這盤山公路像不像S形?
師:橋梁的引橋也是一個斜面,而且橋面越高,引橋也越長。(大屏幕)
師:既然使用斜面可以省力,那能不能省功呢?
生:不能。因為使用任何機械都不能省功。
師:說得很好。實際上使用任何機械都會不可避免的做一些額外功,這樣使得有用功總是小于總功,有用功占總功的百分比就是機械效率,我們用它來描述利用機械做功的效率,那么斜面的機械效率到底與哪些因素有關呢?它的省力情況與它的機械效率有什么關系嗎?
二、合作交流,解讀探究
1.提出問題:
師:這節課我們就一起來探究斜面的機械效率。
師:我們利用斜面做功時,目的是把物體抬到一定高度處。我們不把它豎起提升,而是沿著斜面把它拉上去,這是為了省力。演示:請看這里,沿斜面拉物體時,什么是有用功?什么是總功?如何計算斜面的機械效率?
生:克服物體重力所做的功是有用功,拉力所做的功是總功。
師:我們需要哪些測量儀器?需要測量哪些物理量呢?
生:需要彈簧測力計和刻度尺。要測出物體重力,斜面高度,拉力,斜面長度。
斜面的機械效率:(大屏幕)
師:你們準備怎樣測量拉力的大???
生:用彈簧測力計鉤住物體,沿斜面勻速向上拉,讀出測力計的示數即為拉力的大小。
師:知道了如何測量斜面的機械效率了,同學們猜想一下,斜面的機械效率可能與哪些因素有關呢?
2.進行猜想:
生:斜面的機械效率可能與斜面的高度、斜面長度、傾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物體重力有關。(大屏幕)
師:能說說你們的猜想依據嗎?
生:我覺得可能與斜面的粗糙程度有關,斜面越粗糙,克服摩擦力所做的額外功就越多,機械效率越低。
師:有道理。摩擦是影響機械效率的一個重要因素,摩擦力越大,做的額外功就越多,機械效率就越低。
生:我覺得可能與斜面的傾斜程度有關,斜面的傾斜程度越大,把物體提升得也越高,機械效率就越高。
生:我認為可能與斜面的坡度有關。坡度越大,斜面的機械效率越高。
生:我覺得可能與物體的重力有關,物體越重,所以機械效率高(或越低)。
生:我認為可能與斜面的長度有關,斜面越長,克服摩擦力所做的額外功也越多,機械效率就越低。
生:我認為可能與物體對斜面的壓力有關,壓力越大,機械效率越低(或越高)。
生:我認為可能與斜面的高度有關,斜面越高,做的有用功就越多,機械效率越高。
師:很不錯,同學們猜想了這么多因素,而且說得有理有據。我們能不能把這些因素中相類似的因素合并合并,把問題簡化一下呢?誰來說?
生:我覺得斜面的坡度與斜面的傾斜程度可以合并。
師:坡度與傾斜程度是不是一個意思呀?
生:我覺得物體對斜面的壓力與物體的重力可以合并。
師:物體越重,對斜面的壓力也越大,那我們把它們合并為重力,因為壓力不太好測量。
生:我認為斜面的高度與斜面的長度也都可以合并為斜面的傾斜程度,因為固定高度,只改變長度或固定長度只改變高度都相當于改變了斜面的傾斜程度,效果是一樣的。
師:說得有道理,你能來演示給我們看看嗎?
生:演示并解說。把斜面長度固定,只改變斜面高度,斜面的傾斜程度變了;把斜面高度固定,只改變斜面的長度,斜面的傾斜程度也變了。這兩種方法達到的效果是一樣的。
師:這兩種方法都改變了斜面的傾斜程度。但哪一種方法更簡便?
生:固定高度,改變斜面的長度更簡便。
師:按照同學們的討論結果,進行合并后,影響斜面的機械效率的因素有幾個?
生:斜面的傾斜程度、斜面的粗糙程度、物體重力。(大屏幕)
3.設計方案:
師:要證明同學們的猜想是否正確,最好的辦法就是做實驗,因為實驗是檢驗真理的唯一標準。但是在做實驗之前,我們必須先設計好實驗方案,因為只有這樣,才能讓實驗有條不紊的進行。
師:當一個物理量與幾個因素有關,我們用什么方法來進行探究呢?
生:控制變量法。
師:當一個量與多個因素有關,在探究其中一個因素時,我們要控制其它的因素一定,這就是控制變量法。由于探究的因素較多,我們的時間也有限,所以各小組的同學只能就其中一個你比較感興趣的問題來進行探究,各小組討論一下,我來分分組,同時請各小組組長來領取實驗報告單。把你們的設計方案寫下來,畫出實驗的圖例和實驗表格。
生設計實驗,師巡視。發現問題及時給與幫助。
4.展示交流結果:
生1:在探究斜面機械效率與斜面傾斜程度的關系時,控制斜面的粗糙程度和物體重力一定,改變斜面的傾斜程度。分別就較緩、較陡、最陡做三次。這是我們的設計方案圖和表格。
師:大屏幕展示方案一。(強調材料任意選擇其中一種)(動畫及表格)
附表格一:
實驗次數
斜面坡度
斜面材料
斜面高
/m
小車重
/N
有用功
/J
斜面長度/m
拉力
/N
總功
/J
機械效率
1
較緩
木板
2
較陡
木板
3
最陡
木板
生2:在探究斜面機械效率與斜面粗糙程度的關系時,控制斜面的傾斜程度和物體重力一定,改變斜面的粗糙程度。分別在毛巾、木板、玻璃斜面上做三次。這是我們的方案圖和表格。
師:大屏幕展示方案二。(動畫及表格)
附表格二:
實驗次數
斜面坡度
斜面材料
斜面高/m
小車重/N
有用功/J
斜面長度/m
拉力
/N
總功
/J
機械效率
1
較陡
毛巾
2
較陡
木板
3
較陡
玻璃
生3:在探究斜面機械效率與物體重力的關系時,控制斜面的傾斜程度和斜面粗糙程度一定,改變物體的重力,分別用較輕、較重、最重的物體做三次。這是我們的方案圖和表格。
師:展示方案三。(也強調材料可以任意選擇)(動畫及表格)
附表格三:
實驗次數
斜面坡度
斜面材料
斜面高
/m
小車重
/N
有用功/J
斜面長度/m
拉力
/N
總功
/J
機械效率
1
較陡
木板
較小
2
較陡
木板
一般
3
較陡
木板
最大
5.進行實驗:
師:方案已經制定出來了。下面就開始實驗吧。同學們邊做實驗邊記錄數據。
生:做實驗。師巡視。發現問題及時幫助。
6.分析論證,得出結論
師:同學們的實驗做完了嗎?做完了。把你們的數據及結論拿到前面來展示一下,讓大家來分享你們的實驗成果吧。哪個小組先來?你們小組先來吧。
生:展示實驗。先把實驗報告拿到展示臺下展示,然后一個同學做演示,一個同學解說。
生1:我們探究的是斜面的機械效率與傾斜程度的關系。我們首先測出了物體重力,記入了表格。實驗時,我們選擇的是──斜面。先讓斜面的傾斜程度較小,把物體沿斜面勻速拉上斜面,讀出拉力的大小,記入表格,再用刻度尺測出斜面的長度和高度也分別記入表格。然后逐漸增大斜面的傾斜程度,按同樣的方法重做兩次實驗。最后算出較緩時為**,較陡時為**,最陡時為**。所以我們得出的結論是:斜面的傾斜程度越大,機械效率越高。
師:真不錯,說得這么詳細。為他們鼓掌。
師:其它探究機械效率與斜面傾斜程度關系的小組得出的結論與他們的相同嗎?
生:我們選擇的是毛巾斜面,也得到了同樣的結論。
師:下面哪個小組上來展示?
生2:我們小組探究的是斜面的機械效率與斜面粗糙程度的關系。控制斜面的傾斜程度和物體重力一定,也是先測出了物體重力,記入了表格中,實驗時,先在木板表面鋪上毛巾,把物體沿毛巾斜面勻速拉上斜面,記下拉力大小,記入表格,用刻度尺測出斜面長度和斜面高度分別記入表格中。然后再在木板斜面和玻璃斜面重復上面的實驗。最后分別算出在毛巾表面上時為**,木板表面上時為**,玻璃表面上時為**,我們得出的結論是:斜面越粗糙,斜面的機械效率越低。
師:其它探究這個因素的小組得到的結論是一致的嗎?
生3:我們探究的是斜面的機械效率與物體重力的關系??刂菩泵娴膬A斜程度和斜面的粗糙程度均相同,先測出木塊重力,記入表格中,把它沿斜面勻速拉上斜面,測出拉力的大小記入表格中,同時測出斜面長度和斜面高度,也分別記入表格中,然后逐漸在木塊上加砝碼,改變物體重力,重復上面的實驗。最后算出較輕時的為**,較重時為**,最重時為**。這三次的近似相等,所以在誤差范圍內,我們得出的結論是:斜面的機械效率與物體重力無關。
師;同學們都說得非常好。綜合一下同學們的實驗結論。我們可以得出影響斜面的機械效率的因素只有兩個,即斜面的傾斜程度和斜面的粗糙程度。具體的關系怎樣說才算是嚴密的呢?
生:在斜面的粗糙程度一定時,斜面的傾斜程度越大,斜面的機械效率越高。
生:在斜面的傾斜程度一定時,斜面越粗糙,斜面的機械效率越高。
生:斜面的傾斜程度與物體的重力無關。
師:說得非常好。(大屏幕展示結論)
7.評估與交流
師:我們回到剛才第一個表格中,同學們有沒有什么新的發現?
生:我還發現,傾斜程度越小,拉力越小,也就是越省力。
師:那綜合分析一下省力情況與機械效率大小,你可以得到什么結論?
生:斜面越省力,機械效率越低;斜面越費力,機械效率越高。
師:既然斜面的傾斜程度越小,機械效率越低,那盤山公路為什么還要把斜面修得那么長呢?
生:為了更省力。
師:特別是對于較重的物體做功考慮更多的應該是省力的問題,因為如果你不能搬不動動物體,你做的功就等于0,你的機械效率也將為零。這樣看來,我們應該在力所能及的范圍內,盡量的讓斜面更陡一些,更光滑一些,這樣就能提高斜面的機械效率了。
師:通過剛才的探究,你最感興趣的是什么?你還想知道有關斜面的哪些方面問題?(大屏幕)
生:我還想知道斜面在生活中還有哪些應用。
師:還有生活中不太起眼的螺絲釘,千斤頂,樓梯等等都是斜面。
生:我想知道為什么斜面的傾斜程度越大,斜面的機械效率就越大。
師;我們可以采用極端思維法來思考這個問題:如果斜面的傾斜程度為零,也就是水平,當我們沿水平方向拉物體,不可能讓物體升高,在提升物體這方面做的功為0,即機械效率為0。如果斜面的傾斜程度最大,也就是豎直,沿豎直方向提升物體時,不需要克服斜面摩擦力做額外功了,此時的機械效率就等于100%。所以斜面的傾斜程度越小機械效率越低;斜面傾斜程度越大機械效率越高。
生:我想知道為什么斜面的機械效率與物體的重力無關。
師:這是因為拉力與重力成正比,關于為什么成正比,同學們到高中就明白了。
生:我還想知道斜面的機械效率與物體運動速度是否有關。
師:你覺得呢?
生:我覺得有關(或無關)
師:你想一下啊,無論速度大還是速度小,只要是勻速,拉物體的力變不變?
生:不變。
師:那你覺得機械效率與速度有關嗎?
生:我覺得無關。
生:我還想知道物體在斜面上滾動時的機械效率與滑動時的機械效率有什么區別?
師;那你猜一下,滾動時高還是滑動時高?
生:我覺得滾動時高,因為滾動摩擦比滑動摩擦小。
師:嗯,很喜歡動腦筋,不錯啊。
師:不過,這些只是同學們的猜想,真正的驗證過程就只能留給同學們課后去探究了。
師:通過這節課的學習,同學們覺得有哪些收獲,又有哪些不足呢?(大屏幕)
生1:通過探究我知道了斜面的機械效率與哪些因素有關,而且還知道了斜面的省力情況與斜面機械效率的關系。
生2:這次探究實驗,我們先根據提出的問題,進行了猜想,然后通過小組討論設計了實驗方案,再通過實驗,根據實驗數據分析歸納出正確結論,這個探究方法對我以后的學習有很大的幫助。
師:方法上的收獲確實很重要,我們除了要學習實驗的探究方法,也要學習別人好的學習方法,你們說是不是呀?有什么不足?
生:我覺得實驗中還是有很多的不足。比如,在測量拉力的時候,不能保證勻速拉動物體,而且彈簧測力計不是固定的,而是運動的,不便于讀數,拉力的測量誤差比較大。
生:斜面長度和斜面高度的測量也存在一些誤差。
師:所以我們在測量的時候,都要非常的細心,這樣才能提高實驗的成功率。
三、應用遷移,延伸拓展:
師:效率是一個很重要的問題,提高機械效率,可以更充分地發揮機械設備的作用,因為可以減少能耗,降低生產成本。效率就是時間,效率就是金錢,效率就是生命。無論做什么都會有效率,無論什么時候,我們都要盡量的提高效率。
閱讀理解:效率
除了機械做功有效率問題外,日常生活中的很多事情都有效率問題。一家人吃飯,不可能把每粒米都吃進肚里,這里我們可用效率表示對米的有效利用程度。用鉛筆寫字,一支鉛筆的鉛芯都能完全利用嗎?人們總希望這根鉛筆芯被利用的程度越大越好,因而這里的效率反映了對鉛筆芯的有效利用程度。用爐子燒水的時候,煤炭不可能都完全燃燒,燃燒的煤炭放出的熱量只有一部分被水吸收,很多熱量浪費掉了,在這里我們可用“效率”的高低來表示對煤炭和放出的熱量的有效利用率的大小。吹電風扇時,消耗的電能除了一部分轉化為電風扇的機械能之外,電動機中的線圈由于電流通過會發熱,夏天,電風扇工作久了,電機發熱就是很好的證明,但產生的這些熱量都白白散失到空氣中了。所以也可以用效率來表示電能利用率的大小。日常生活中所說的“工作效率”、“學習效率”、“辦事效率”等等,都是從一定角度反映對某些事物的有效利用程度。(大屏幕展示文字并配音)
看完這段方字,請同學們根據生活中你使用的機械,想想,怎樣提高機械效率呢?另外,再結合自己的學習實際,想想又如何提高學習效率呢?
師:這個問題就留給大家課后去思考吧,今天這節課我們就上到這兒。
? 機械效率課件 ?
機械效率公式有用功跟總功的比值叫做機械效率。用符號η表示,計算公式為η=W有/W總*滑輪組的機械效率η=W有/W總=W有/(W有+W額外)滑輪組(豎直方向提升物體的話):η=Gh/FS(h為物體提升高度,F為拉力,S為繩子自由端走的距離)滑輪組(水平方向拉動物體的話):η=f l/FS&n
目錄
1.機械效率公式
2.滑輪組的機械效率
3.斜面的機械效率
1.機械效率公式
有用功跟總功的比值叫做機械效率。
用符號η表示,計算公式為η=W有/W總*
2.滑輪組的機械效率
η=W有/W總=W有/(W有+W額外)
滑輪組(豎直方向提升物體的話):η=Gh/FS(h為物體提升高度,F為拉力,S為繩子自由端走的距離)
滑輪組(水平方向拉動物體的.話):η=f l/FS(f為摩擦力,l為物體移動距離,F為拉力,S為繩子自由端走的距離)
3.斜面的機械效率
η=Gh/FS(h為斜面高,s為斜面長G為物重,F為沿斜面對物體的拉力)
? 機械效率課件 ?
今天早上我在初三(1)班上了《機械效率》,初三(1)班學生知識基礎較差,雖具備了一定的思維能力和分析能力,但思維還明顯的依賴于直觀形象的材料,理解能力有待加強。
機械效率是生活中常見的現象,機械效率是衡量機械性能的一項重要指標,并非深奧的概念,學習機械效率有較強的實用性。本節課是在新課程理念的指導下實施的課堂教學,教學力求以學生的發展為本,努力創設“和諧、平等、探究合作”的教學情境。因而在教學中要盡量發揮學生的各種感官的作用,動手、動腦,從而提高學習效益,故本節課我采用直觀式加啟發式教學,用演示實驗、分組實驗,在實踐中發現問題,教師加以分析引導,幫助學生找出問題的成因,討論解決的辦法,并運用多媒體節約課內時間,盡可能提供更多的生活實例,增加課堂教學的信息量,提高課堂教學效果。
課堂上,我采用提問——思考——實驗——分析——小結的教學方法,逐步提出有用功、額外功、總功的概念,然后進一步建立機械效率的概念。如我用一個運沙子的三種方法展開教學,讓學生思考除三種之外你還有什么好方法,來激活課堂氣氛。學生興趣濃厚,情緒高漲,思維非?;钴S,想法獨特,使所有的學生都積極參與到課堂中來,特別是男同學表現得更加出色,課堂上注重了進行情感、態度、價值觀的教育。
由于學生較多,在組織探究實驗過程中,課堂顯得有些亂。對于如何科學有效地組織探究活動以及選擇更符合學生實際的教學內容,我還要不斷地去探索。
晚修期間輔導學生時,我感到教師要引導學生學會規范解題與學會解題分析技能。對于難度較大的綜合題,教師應采用降低梯度,分設疑點的方法,突出解題思路,把學生引上正確軌道。如學生在做“用一動滑輪把重為300N的物體提到6m高的樓臺上,所用的力是160N,那么動滑輪的機械效率是多少?”由于剛學到機械效率的知識,很多學生無法解題,筆者便采用“分解肢體,化難為易”的方法分為3步解題:①求總功、②求有用功、③求機械效率,并引導學生重溫在動滑輪使用過程中,物體上升高度和手拉繩子上升移動距離的關系。由于分層降低梯度,學生在教師搭橋和引路下,順利實現認識的飛躍。
因此,物理習題教學不僅要體現教師為主導、學生為主體的師生關系,而且還應最大程度地調動發揮學生的內在因素和他們的積極性,全面提高思維素質。
? 機械效率課件 ?
好的教法對提高教學質量具有特定的功效。但任何教學方法都不是萬能的,它需要教者必須切實把握各種常用教學方法的特點、作用,適用范圍和條件,以及應注意的問題等,使其在教學實踐中有效的發揮作用。學生的學法是學以致用,變“教師教,學生學”為“教師教學生如何學”,因此教法與學法應該是不能分割的,所以這節課我借助多媒體,用實例圖片感染學生,提高學習興趣;通過看、想、算,讓學生感知、熟悉課文內容,理解和記憶概念公式;分組合作與競爭、提出問題、實驗探究、相互交流,發揮學生的主體動手能力,調動學生的學習積極性;分析數據,總結歸納,得出結論。培養學生尊重實驗結論和實事求是的科學觀;鞏固提高,學以致用,認識提高機械效率在當今社會發展和節能減排起到重要的作用。
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