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教案

測滑輪組的機(jī)械效率教案

時間:2025-03-05 14:55:13 小英 教案 我要投稿
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測滑輪組的機(jī)械效率教案(精選5篇)

  作為一名優(yōu)秀的教育工作者,總歸要編寫教案,編寫教案有利于我們弄通教材內(nèi)容,進(jìn)而選擇科學(xué)、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。寫教案需要注意哪些格式呢?以下是小編精心整理的測滑輪組的機(jī)械效率教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。

測滑輪組的機(jī)械效率教案(精選5篇)

  測滑輪組的機(jī)械效率教案 1

  詳細(xì)介紹:

  實驗:測滑輪組的機(jī)械效率教案示例之一

 。ū本⿵V渠門中學(xué)劉崇灝)

 。ㄒ唬┙滩模喝私躺缇拍炅x務(wù)教育初中物理第一冊

 。ǘ┙虒W(xué)要求

  學(xué)習(xí)組裝滑輪組和會測滑輪組的機(jī)械效率。

 。ㄈ┙叹

  學(xué)生分組實驗器材:測量尺、鐵塊、彈簧秤、支架,一個固定滑輪和一個活動滑輪構(gòu)成的滑輪組合,兩個固定滑輪和兩個活動滑輪構(gòu)成的滑輪組合,2米長的細(xì)繩。

  (四)教學(xué)過程

  1.請根據(jù)學(xué)生們預(yù)先學(xué)習(xí)關(guān)于滑輪組的機(jī)械效率的內(nèi)容,組織學(xué)生們進(jìn)行問題回答。

  (1)本次實驗的名稱和目的;

 。2)為了得出滑輪組的機(jī)械效率,需要測量以下物理量:

  1.有用功:有用功是指由滑輪組所做的實際有效功?梢酝ㄟ^測量負(fù)載的重力加速度和負(fù)載在垂直方向上移動的距離,并計算使用滑輪組后所減少的力的大小,再乘以移動距離來計算。

  2. 總功:總功是指滑輪組所作的全部功?梢酝ㄟ^測量施加在滑輪組上的力的大小,以及滑輪組移動的距離,并計算其乘積來確定。以上物理量可以通過適當(dāng)?shù)臏y量裝置和方法進(jìn)行測量。例如,重力加速度可以使用重力加速度計進(jìn)行測量,負(fù)載的移動距離可以使用尺子或測量儀器進(jìn)行測量,力的大小可以使用彈簧秤或其他力計進(jìn)行測量。

  2.做好實驗的幾點說明。

 。1)鉤碼的重由鉤碼的質(zhì)量用g=m·g算出。

 。2)對于勻速拉動彈簧秤使鉤碼g升高的實驗,請注意以下要點:“勻速拉動”。在測量課本圖14—10(甲)和(乙)兩圖中的拉力時,我們可以通過讀取彈簧秤上顯示的示數(shù)來確定拉力f的大小。

 。3)鉤碼上升的高度(h),可以通過靠近鉤碼放置的豎直刻度尺來讀取。鉤碼上升的`距離(h)可以通過在其附近垂直放置的刻度尺來測量。

 。4)通過測量細(xì)繩自由端通過的距離(s)的實驗方法如下:首先,用色筆在細(xì)繩與動滑輪(或定滑輪)相切處做一個標(biāo)記。然后,拉動彈簧秤,并利用滑輪組提升重物。使用刻度尺測量鉤碼上升的高度,并用刻度尺量取細(xì)繩色點到與動滑輪(或定滑輪)相切處的距離,這個距離即為細(xì)繩自由端通過的距離(s)。

 。5)完成測量課本圖14—10甲滑輪組的機(jī)械效率后,無需拆下整個滑輪組再重新安裝,只需將鉤碼取下并顛倒滑輪組固定即可獲得圖乙所示的裝置。這樣做可以節(jié)省一定時間。

 。6)我們應(yīng)該對實驗持認(rèn)真的態(tài)度,并按照課本中的要求進(jìn)行實驗。我們需要將測得的數(shù)據(jù)真實地記錄在課本上的表格中,不能虛假地填充數(shù)據(jù)。同時,我們也不能依賴于他人的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果,而是要親自動手實驗并記錄數(shù)據(jù)。

 。7)實驗完畢,要整理好儀器,放回原處。

  3.學(xué)生實驗,教師巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問題及時在全班講解。

  4.學(xué)生們完成了實驗,隨后進(jìn)行了小組討論并撰寫了實驗報告。為了深入探討實驗結(jié)果,我們安排了一場基于教材內(nèi)容的"想想議議"討論課。

 。ㄎ澹┎贾米鳂I(yè):編寫測滑輪組的機(jī)械效率實驗報告。實驗報告應(yīng)包括實驗名稱、實驗?zāi)康摹⑺褂玫钠鞑那鍐、實驗步驟、記錄實驗數(shù)據(jù)的表格、以及根據(jù)課本中的實驗內(nèi)容所得出的實驗結(jié)果。

  測滑輪組的機(jī)械效率教案 2

  教學(xué)目標(biāo)

  一、知識與技能

  1、通過實驗加深對機(jī)械效率和滑輪組的認(rèn)識。

  2、學(xué)會測滑輪組的機(jī)械效率。

  3、了解與機(jī)械效率有關(guān)的因素。

  二、過程與方法

  1、讓學(xué)生在實踐活動中進(jìn)一步認(rèn)識進(jìn)行科學(xué)研究的方法。

  2、通過參與用實驗測滑輪組機(jī)械效率的過程,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

  3、通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與處理,使學(xué)生進(jìn)一步掌握處理實驗數(shù)據(jù)的方法。

  4、培養(yǎng)學(xué)生從實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律的能力。

  三、情感態(tài)度與價值觀

  1、通過探究性物理學(xué)習(xí)活動,使學(xué)生體驗探究的樂趣。

  2、在實驗他那就過程中,培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗事實的科學(xué)態(tài)度。

  教學(xué)準(zhǔn)備:

  刻度尺、鉤碼、彈簧秤、鐵架臺,一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組,兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組,長約2米的細(xì)繩。

  教學(xué)過程:

  一、引入

  使用機(jī)械,有的可以省力,有的可以節(jié)省距離,那么我們能不能使用機(jī)械而節(jié)省功呢?大家能不能設(shè)計一個實驗來證明自己的猜測。

  為得出滑輪組的機(jī)械效率,需要求出有用功和總功,為此需要測出哪些物理量?每個量怎樣測量?

  二、實驗

  實驗原理:

  器材與裝置:

  實驗操作:

 。1)鉤碼的重由鉤碼的質(zhì)量算出。

 。2)勻速拉動彈簧秤使鉤碼G升高。注意“勻速拉動”。測拉力時,拉力F的大小由彈簧秤上的示數(shù)讀出。

  (3)鉤碼上升的.高度(h),可用豎直放置在鉤碼旁的刻度尺讀出。

 。4)細(xì)繩自由端通過的距離(s)的測定,教師邊演示邊講解,可事先在細(xì)繩與動滑輪(或定滑輪)相切處用色筆在細(xì)繩上做個記號,再拉彈簧秤,用滑輪組提升重物。用刻度尺量出鉤碼上升的高度后,再量細(xì)繩色點到與動滑輪(或定滑輪)相切處的距離,就是細(xì)繩自由端通過的距離(s)。

 。5)實驗要嚴(yán)肅認(rèn)真參照課本實驗按要求去做。要實事求是地記錄所測得的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)記錄在課本上的表格中。不能湊數(shù),更不允許自己不動手實驗,不記數(shù)據(jù)而抄襲他人實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。

  實驗記錄:數(shù)據(jù)填入表格中,注意清楚的記錄數(shù)據(jù)。

  實驗完畢,要整理好儀器,放回原處。

  學(xué)生實驗,教師巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問題及時在全班講解。

  分析與結(jié)論:學(xué)生實驗完畢,由幾組報告實驗結(jié)果。通過剛才的操作,大家都發(fā)現(xiàn)了這個問題,兩部分的功不相等。使用機(jī)械時人對機(jī)械做的功比不用機(jī)械直接提升物體做的功多。這個差是哪里來的?這個差就是額外功,我們在完成一件事時,總會有一些不是我們需要的,但是又不得不做的功。所以我們在做事情的時候要盡量減少額外功,提高有用功在總功中占的比例,也就是提高機(jī)械效率。

  三、小結(jié)

  我們測量的是滑輪組的機(jī)械效率,原理是:機(jī)械效率是小于1的。

  評價學(xué)生參與認(rèn)知過程的表現(xiàn),從各個方面對學(xué)生進(jìn)行到位的評價,提出表揚(yáng)以及需要改進(jìn)的地方,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究興趣,逐漸培養(yǎng)學(xué)生探究問題、分析問題等能力。

  測滑輪組的機(jī)械效率教案 3

  教學(xué)題目

  四、實驗:測滑輪組的機(jī)械效率。

  教學(xué)自的

  通過學(xué)生實驗,使學(xué)生進(jìn)一步明確機(jī)械效率取決于有用功在總功里所占的成分,(即百分比)從而了解提高機(jī)械效率的途徑。

  教學(xué)器材

  刻度尺、鉤碼、彈簧秤、鐵架臺、一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組、兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組、長約2米的細(xì)繩。

  教學(xué)方法

  學(xué)生實驗與討論。

  教學(xué)內(nèi)容

  首先討論上節(jié)課留的課外作業(yè),指出:

  1.提高機(jī)械效率的方法是盡可能減少額外功,即減少克服額外阻力所做的功。

  2.P171想想議議

  克服水重所做的功為有用功,克服水桶、繩子重所做的功為額外功。

  從井里撈水桶時,克服水桶重所做的功為有用功,克服水桶里所帶的水以及繩子重所做的功為額外功。

  通過對以上問題的討論,可見有用功,額外功主要取決于我們做功的目的性,加以區(qū)別,不是固定不變的`。

  【例如】我們用車推貨物而做功,由于貨物重而影響的摩擦力,克服這個摩擦阻力所做的功為有用,但由于車重而影響的摩擦力,克服這個摩擦阻力而做的功就是額外的功。

  引言:本節(jié)課我們要通過測滑輪的機(jī)械效率,要進(jìn)一步明確決定機(jī)械效率的兩個條件,通過幾個不同的方法所測定的效率,進(jìn)一步認(rèn)識提高機(jī)械效率的實際意義。

  學(xué)會測定滑輪組機(jī)械效率的一些技術(shù)性問題。

  實驗中注意事項;

  1.在實驗中要將距離測量的準(zhǔn)確些。

  2.注意會將細(xì)繩繞在滑輪上。

  2.盡可能在豎直方向上使用彈簧秤。

  4.注意彈簧秤的示數(shù)要用牛頓表示。

  5.拉動的過程中,盡可能使物體勻速上升。

  6.可將各數(shù)據(jù)填入書中表格內(nèi)。

  7.注意分析實驗中所出現(xiàn)誤差的原因。

  小結(jié)

  通過學(xué)生實驗,教師巡視糾正實驗中所存在的問題。指出有用功還可以這樣來求得,

  作業(yè):P176—177,8、9。

  【說明】這個教案基本上是提綱式的,建議新教師要把實驗過程再寫詳細(xì)些。

  測滑輪組的機(jī)械效率教案 4

  教學(xué)目標(biāo)

  1、學(xué)習(xí)組裝滑輪組,掌握測滑輪組機(jī)械效率的方法。

  2、能進(jìn)行滑輪組機(jī)械效率的計算。

  3、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手、觀察、思維等能力,增強(qiáng)團(tuán)結(jié)合作精神。

  重點難點

  1、滑輪組的繞線組裝,

  2、重物上升的距離和繩子自由端所通過距離的測定。理解S與h的關(guān)系。

  3、會測滑輪組的機(jī)械效率η。

  實驗器材

  1個定滑輪和1個動滑輪組成的滑輪組,2個定滑輪和2個動滑輪組成的滑輪組,刻度尺,鉤碼(或重物),彈簧測力計,鐵架臺,鐵夾,細(xì)繩

  教學(xué)過程設(shè)計

  一.復(fù)習(xí)提問

  1、什么是有用功,額外功,總功?

  2、什么叫機(jī)械效率?計算公式?

  為得出滑輪組的機(jī)械效率,需要求出有用功和總功,為此需要測出哪些物理量?每個量怎樣測量?

  二.預(yù)習(xí)提問

  1、實驗?zāi)康模?/p>

  2、實驗原理;

  3、實驗步驟。

  三.實驗指導(dǎo)

  1、在實驗中,彈簧測力計拉力的測量應(yīng)該在工作過程中進(jìn)行。在測量中,彈簧測力計應(yīng)豎直向上勻速拉動。必須在拉動中讀數(shù)。為了避免實驗時顧此失彼,同一實驗組的同學(xué)要分工合作。

  2、鉤碼上升高度的測量,可先量出鉤碼到

  桌面(或鐵架座面)的距離h1,向上勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高后,再量出鉤碼到桌面(或鐵架面)的距離h2那么h2-h1就是鉤碼升高的高度h 。為了測量和計算方便,鉤碼前后的高度h1、h2最好是整數(shù)。

  3、彈簧測力計通過距離的測量,可以仿照測量鉤碼提升高度h的方法進(jìn)行,或者事先在細(xì)繩與動滑輪(或定滑輪)相切處做個帶色的記號,再拉彈簧測力計,量出記號到細(xì)繩與動滑輪(或定滑輪)相切處的距離,這就是彈簧測力計通過的距離s 。

  4、在實驗中要求嚴(yán)肅認(rèn)真,實事求是地記錄測得的數(shù)據(jù),不能湊數(shù)。實驗結(jié)束,要整理儀器,并放回原處。

  通過提問,檢查學(xué)生復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)情況,導(dǎo)入新課。

  啟發(fā)實驗

  回顧已學(xué)知識,明確實驗內(nèi)容,了解實驗器材、實驗?zāi)康、實驗步驟以及實驗中的注意事項,為動手實驗做準(zhǔn)備。

  四.強(qiáng)調(diào)實驗中的注意事項,安排實驗分工

  四人小組成員好分工:一人負(fù)責(zé)操作,一人負(fù)責(zé)測量,一人負(fù)責(zé)記錄,一人負(fù)責(zé)觀察、指揮。

  安排實驗

  學(xué)生“各盡其職”,相互合作,學(xué)會合作學(xué)習(xí)。

  五.學(xué)生分組實驗,完成實驗記錄并分析數(shù)據(jù)

  1、分組實驗:要實事求是地記錄所測得的數(shù)據(jù)。不能湊數(shù),更不允許自己不動手實驗,不記數(shù)據(jù)而抄襲他人實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。

  2、數(shù)據(jù)分析:

 、儆捎赪總總是大于W有用,所以η<1;

  ②從實驗可見,不同的滑輪組,η的值一般不同;

 、墼趯嶒炛,對于已經(jīng)組合好的滑輪組,只要用尺測出了鉤碼上升的高度h,數(shù)出承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)n,彈簧測力計上升的高度就可以算出來,即s=nh。

  學(xué)生分組實驗,完成實驗記錄;教師巡查指導(dǎo)。發(fā)現(xiàn)問題及時在全班講解。

  提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和觀察、動手、分析能力,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作的精神和尊重科學(xué)的態(tài)度,掌握實驗方法。

  能通過實驗數(shù)據(jù)做簡單的分析。

  六.學(xué)生實驗情況小結(jié)

  總結(jié)實驗中的優(yōu)缺點,及時糾正。

  七.習(xí)題和實驗探究(內(nèi)容見《實驗報告》)

  1、習(xí)題講解:(略)

  2、實驗探索:

 、偌词箾]有刻度尺,h和s可以不測出具體的數(shù)值,因為彈簧測力計移動的距離s與重物上升的高度h的比值為:s:h=n,n是承擔(dān)重物的繩子的段數(shù),再結(jié)合測得的重力G、拉力F就可以計算出η;喗M的機(jī)械效率可表示為:

 、谕换喗M,機(jī)械效率并非是固定的,η的值隨滑輪組所提升的`重物的質(zhì)量的增大而增大。

 、塾貌煌幕喗M來提升同一重物,越省力的滑輪組的機(jī)械效率越低。

 、転榱颂岣呋喗M的機(jī)械效率,一般采用的主要方法是:A.減小動滑輪的質(zhì)量;B.減小整個裝置的摩擦。

  分析、討論,對知識再探索。

  提高學(xué)生的探究思維能力,拓廣學(xué)生的視野和實驗內(nèi)容。體會“發(fā)展與創(chuàng)造”的樂趣。實驗創(chuàng)新

  八.實驗設(shè)計或改進(jìn)建議

  培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力。發(fā)現(xiàn)實驗中存在的不足和缺點,根據(jù)實際,提出實驗設(shè)計的方案或?qū)嶒灨倪M(jìn)建議。

  測滑輪組的機(jī)械效率教案 5

  教學(xué)目標(biāo)

  1.能結(jié)合實例知道有用功、額外功、總功的含義,并理解它們之間的關(guān)系。

  2.通過對實例的分析,理解機(jī)械效率,并能計算簡單的機(jī)械效率。

  3.通過實驗了解滑輪組機(jī)械效率的高低與物體重力的大小有關(guān)。

  教學(xué)重點難點

  1.重點:能結(jié)合實例認(rèn)識什么是有用功、額外功和總功;理解機(jī)械效率的概念,會利用公式η=W有/W總進(jìn)行有關(guān)計算。

  2.難點:會分析影響機(jī)械效率大小的因素,指出提高機(jī)械效率的方法。

  教具

  學(xué)生用:滑輪組一套、彈簧測力計一個、鉤碼一盒、斜面一組。

  教師用:滑輪組、鉤碼、彈簧測力計、斜面。另有電化教學(xué)器材、教學(xué)課件。

  教學(xué)過程

  回顧思考

  1.功的計算公式: 。

  2.省力杠桿的特點:省 費 ;費力杠桿的特點:費 省 。

  3.使用滑輪組時,不計摩擦和繩重,拉力F=(G+ )/n;繩子自由端移動的距離s= 。

  導(dǎo)入新課

  1.多媒體導(dǎo)入

  小明家最近買了一處新樓房,三樓。想把洗手間、廚房裝修一下,需把沙子運到三樓。假如我們用下面三種方法搬運沙子,你認(rèn)為哪一種方法最好?為什么?

  同學(xué)們討論后能回答出第③種方法最好,因為第③種方法做的額外功最少。

  教師:工作中,我們總是希望額外功越少越好,也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。今天我們就來學(xué)習(xí)機(jī)械效率。板書課題。

  2.實驗導(dǎo)入

  提出問題:直接提升物體做功,與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎?

  演示實驗:

  通過讓學(xué)生分析、思考前后兩次拉同樣重的鉤碼到相同的高度,手做功為什么不相同?學(xué)生猜想之后揭開謎底:一個是用手直接做功,而另一個是用機(jī)械(動滑輪)做功。通過機(jī)械做功可以省力但不省功,同學(xué)們思考:為什么用機(jī)械做的功大于不用機(jī)械而直接用手做的功呢?

  學(xué)了機(jī)械效率同學(xué)們就明白了。板書課題。

  進(jìn)行新課

  探究點一 認(rèn)識有用功和額外功

  通過前面的學(xué)習(xí)我們知道簡單機(jī)械在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛,給人們的生活帶來很大的便利,可以省很大的力。那么機(jī)械的使用省不省功呢?

  1.實驗:使用動滑輪提升重物是否省功

  提出問題:不使用機(jī)械直接提升物體做的功,與使用機(jī)械提升物體做的功一樣嗎?

  實驗1 如圖甲,用彈簧測力計將鉤碼緩慢勻速提升一定高度,讀出彈簧測力計的示數(shù)并計算出拉力所做的功。

  實驗2 如圖乙,利用動滑輪將同樣的鉤碼緩慢勻速提升相同的高度,讀出彈簧測力計的示數(shù)并計算拉力所做的功。

  分析論證:比較兩個實驗中拉力所做的功的大小。結(jié)果表明,實驗2中拉力做的功多一些?梢姡脛踊喬嵘矬w與直接用手提升物體相比較,并不省功。

  評估:利用動滑輪提升物體多做的功來源于哪里呢?

 。ㄊ褂脛踊喌拇_省了一半力,但拉力移動的距離增加了一倍,加上動滑輪的自重、摩擦等因素影響,使用動滑輪提升物體非但不省功,還要多做功。)

  2.多媒體演示

  思考:用動滑輪提升沙子的過程。

 。1)該過程中,人們的目的是什么?

 。2)為了達(dá)到人們的目的所做的功怎么計算?

 。3)在提升沙子的過程中,你覺得哪部分功是我們不想做的?若要計算,應(yīng)如何計算?這部分功可以不做嗎?

  引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)做功的目的,利用功的計算公式進(jìn)行回答。

  歸納與總結(jié):人們在利用機(jī)械做功的過程中,為了達(dá)到某種目的而做的功叫做有用功(如克服沙子的.重力而做的功),不想做而又不得不做的功叫做額外功(如克服桶重、繩子重而做的功),額外功是不可避免的。

  區(qū)分額外功和有用功:

  實例1 用水桶從井中提水,對哪個物體做的功是有用功?對哪個物體做的功是額外功?

  實例2 打撈掉到井里的水桶,撈上的桶里帶了一些水。對哪個物體做的功是有用功?對哪個物體做的功是額外功?

  分析:從目的出發(fā),要提水,故提升水做的功是有用功;此過程中對桶也做了功,提升桶做的功就是額外功。要提桶,故提升桶做的功是有用功;此過程中對桶中的水也做了功,對這些水做的功就是額外功。

  教師:有用功可以理解為在使用機(jī)械的過程中,相當(dāng)于不用機(jī)械而直接用手所做的功;額外功是指克服機(jī)械自重及摩擦而做的功。有用功和額外功的計算要因機(jī)械不同而用不同的計算方法,如在用滑輪組水平拉動物體的過程中,有用功就是克服物體與水平面之間的摩擦力而做的功。

  結(jié)論:以提升鉤碼為例

 。1)提升鉤碼所做的功是人們必須做的且對人們有用的功,叫做有用功,用W有表示,其大小等于不用機(jī)械直接對鉤碼做的功;

 。2)克服動滑輪重及摩擦等所做的功是人們不需要但又不得不做的功,叫做額外功,用W額表示;

 。3)有用功與額外功的總和,叫做總功,用W總表示。W總=W有+W額。

  注意:

  額外功的產(chǎn)生原因:一是克服機(jī)械自重做功;二是克服摩擦做功。

  例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問題,教師補(bǔ)充講解)

  例1 在如圖所示中,s=60cm,與之對應(yīng)的h=30cm,F(xiàn)用彈簧測力計進(jìn)行兩次操作:

 。1)沿豎直方向勻速提升小車;

 。2)沿斜面方向勻速拉動小車,記錄數(shù)據(jù)如下表。

  分析數(shù)據(jù)有如下一些發(fā)現(xiàn)。其中,具有較高水平的發(fā)現(xiàn)是( 。

  A.沿斜面拉動時,拉力比小車的重力小

  B.彈簧測力計示數(shù)與移動距離近似成反比

  C.利用斜面可以省力,但不能少做功

  D.可以計算力所做的功,且兩次做功近似相等

  答案:C

  例2 李鈴?fù)瑢W(xué)值日時用水桶提水從一樓上三樓,她做的有用功是(  )

  A.對桶所做的功

  B.對水所做的功

  C.對水和桶所做的功

  D.對水、桶和人所做的功

  解析:李鈴?fù)瑢W(xué)的目的是提水,所以克服水的重力所做的功是有用功,而對人和桶所做的功是額外功,故B正確。

  答案:B

  探究點二 認(rèn)識總功

  提出問題:既然有用功是人們想做的功,額外功是人們不想做但又不得不做的功,那么人們利用機(jī)械所做的功叫什么?

  引導(dǎo)學(xué)生思考在利用機(jī)械做功的過程中,還有沒有其他的功存在?

  總結(jié)與歸納:人們在利用機(jī)械達(dá)到某種目的的時候,實際做的功等于有用功和額外功的總和,稱為總功,表達(dá)式為W總=W有+W額。

  點撥:總功是有用功與額外功的總和,也是人們在利用機(jī)械時所做的功,或者說是動力所做的功,因此其表達(dá)式也可以寫作W總=F動s。

  例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問題,教師補(bǔ)充講解)

  例3 用一個動滑輪將重為500N的重物提高1m,所用的拉力為300N,繩自由端移動2m,則在此過程中,有用功為 ,總功為 ,額外功為 。

  答案:500 J 600 J 100 J

  探究點三 機(jī)械效率

  1.認(rèn)識機(jī)械效率

  閱讀教材第86頁“機(jī)械效率”內(nèi)容,回答下列問題。

 。1)機(jī)械效率的定義是 。

 。2)機(jī)械效率的計算公式是 。

  教師:正確理解機(jī)械效率,主要有以下五點。

 。1)機(jī)械效率是有用功與總功之比,它只有大小,沒有單位。

  (2)由于額外功總是存在的,所以有用功總小于總功,機(jī)械效率總是小于1。

 。3)機(jī)械效率是表征機(jī)械做功性能好壞的物理量,機(jī)械效率越高,這個機(jī)械的性能越好。

 。4)機(jī)械效率的高低與是否省力、滑輪組繩子的繞法、物體提升的高度無關(guān)。

 。5)機(jī)械效率不是固定不變的。機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功的過程中有用功跟總功的比值,同一機(jī)械在不同的做功過程中,機(jī)械效率往往會不同。

  2.機(jī)械效率的計算

  學(xué)生練習(xí):請同學(xué)們計算例3中動滑輪的機(jī)械效率。

  解:根據(jù)機(jī)械效率的計算公式可得

  η=W有/W總=500 J/600 J≈83.3%。

  拓展:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下列推導(dǎo):

  機(jī)械效率的計算公式在不同的機(jī)械中表達(dá)方式一般不同。

 。1)杠桿:η=W有/W總=Gh/Fs。

 。℅為提升重物的重力,h為重物升高的高度,F(xiàn)為動力的大小,s為動力作用點移動的距離。)

 。2)懸掛式滑輪組

 、佴=W有/W總=Gh/Fs=Gh/nFh=G/nF。

  ②不計繩重及摩擦?xí)r,有

 。℅為提升重物的重力,G動為動滑輪的重力,h為重物上升的高度,s為繩子自由端移動的距離,n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。)

 。3)水平放置式滑輪組:

  (F摩表示物體與水平面之間的摩擦阻力,F(xiàn)表示動力的大小,s表示物體移動的距離,l表示動力F移動的距離,n表示承擔(dān)摩擦阻力的繩子段數(shù)。)

  (4)斜面:η=W有/W總=Gh/Fl。

  (G為提升重物的重力,h為重物升高的高度,F(xiàn)為動力的大小,l為重物沿斜面運動的距離。)

  教師:在利用各個公式計算時應(yīng)注意以下幾點。

  (1)公式中的各個物理量都是針對同一個研究對象而言的,即具有公式的同一性。

 。2)公式中各個物理量的單位應(yīng)該統(tǒng)一,即具有公式的統(tǒng)一性。

 。3)機(jī)械效率具有“可變性”,由公式可知,如果該機(jī)械的額外功一定,有用功越大,機(jī)械效率越大。比如,在條件允許的情況下,用一個滑輪組將一塊巨石和一塊小石頭分別提升相同的高度,前者的機(jī)械效率就大一些。因此,同一個機(jī)械的效率也并不是固定不變的。

  例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問題,教師補(bǔ)充講解)

  例4 在修建天水市體育中心的施工過程中,起重機(jī)在4s內(nèi)將質(zhì)量為5×103kg的鋼材沿豎直方向勻速提升了2m,而它的電動機(jī)做的功是2×105J。(g取10 N/kg)求:

  (1)鋼材上升過程中的速度。

  (2)起重機(jī)對鋼材所做的有用功。

 。3)起重機(jī)的機(jī)械效率。

  例5 一輛質(zhì)量為1.5×103kg的汽車陷入一泥濘路段,司機(jī)師傅利用滑輪組和周圍條件,組裝成了如圖所示的拖車裝置。已知汽車通過泥濘路段需移動8m距離,汽車在泥濘路段受到的阻力為車重的0.1,滑輪組的機(jī)械效率為80%,g取10N/kg。在將車勻速拖離泥濘路段過程中,求:

  (1)做的有用功;

 。2)作用在繩子自由端的拉力。

  探究點四 測量滑輪組的機(jī)械效率

  閱讀教材第87頁“實驗”內(nèi)容,思考以下問題。

  1.實驗原理

 。1)用滑輪組提升重物時,有用功和總功分別是什么?

  , (W有=Gh,W總=Fs)

 。2)測量滑輪組的機(jī)械效率的原理是什么?

  η= =

  2.實驗需要哪些測量器材?

  (1)實驗需要測量哪些物理量?

  、 、 、 (鉤碼重G、鉤碼上升的高度h、拉力F、繩端移動的距離s)

 。2)應(yīng)該選擇哪些測量工具?

  、 (彈簧測力計、刻度尺)

  3.探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼重G的關(guān)系

  如何探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼重G的關(guān)系?

  (測出用同一滑輪組提升不同重力的鉤碼時的機(jī)械效率進(jìn)行比較。如圖及表一,比較①②兩次實驗數(shù)據(jù)。)

  表一

 。ㄕf明:為了實驗的準(zhǔn)確,可根據(jù)需要增加實驗的次數(shù)。)

  4.探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼提升高度h的關(guān)系

  如何探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼提升高度h的關(guān)系?

 。y出用同一滑輪組提升相同鉤碼至不同高度時的機(jī)械效率進(jìn)行比較。如圖及表二,比較②③兩次實驗數(shù)據(jù)。)

  表二

  5.探究滑輪組機(jī)械效率與動滑輪重G動的關(guān)系

  如何探究滑輪組機(jī)械效率與動滑輪重G動的關(guān)系?

 。ńM裝動滑輪個數(shù)不同的滑輪組,分別測出用它們提升相同重力的鉤碼時的機(jī)械效率,進(jìn)行比較。如上圖和下圖及表三,比較③④兩次實驗數(shù)據(jù)。)

  表三

  6.探究滑輪組機(jī)械效率與吊起動滑輪繩子段數(shù)n的關(guān)系

  如何探究滑輪組機(jī)械效率與吊起動滑輪繩子段數(shù)n的關(guān)系?

 。ㄓ孟嗤喗M裝成繩子段數(shù)不同的滑輪組,分別測出用它們提升相同重力的鉤碼時的機(jī)械效率進(jìn)行比較。如上圖和下圖及表四,比較②⑤兩次實驗數(shù)據(jù)。)

  表四

  7.實驗結(jié)論

 。1)比較①②兩次機(jī)械效率的大小,可以知道同一滑輪組的機(jī)械效率與 有關(guān),即同一滑輪組 越大,滑輪組的機(jī)械效率越大。

 。2)比較 兩次機(jī)械效率的大小,可以知道滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼提升高度h 。

  (3)比較③④兩次機(jī)械效率的大小,可以知道滑輪組的機(jī)械效率與 有關(guān),即滑輪組 越大,滑輪組的機(jī)械效率越小。

 。4)比較 兩次機(jī)械效率的大小,可以知道滑輪組的機(jī)械效率與吊起動滑輪的繩子段數(shù)n (選填“有”或“無”)關(guān)。

  8.提高機(jī)械效率的方法

  盡量減小額外功,采取減輕機(jī)械本身的質(zhì)量和加潤滑油減小摩擦等方法。

  當(dāng)額外功一定時,在機(jī)械承受的范圍內(nèi)增加所做的有用功(如使用滑輪組提升物體時,在繩子能承受的拉力范圍內(nèi),盡可能增加每次提升重物的質(zhì)量),充分發(fā)揮機(jī)械的作用。

  例題講解:(學(xué)生先練習(xí),若有問題,教師補(bǔ)充講解)

  例6 如圖所示是智慧小組“測滑輪組的機(jī)械效率”的實驗裝置。測得的實驗數(shù)據(jù)如表。

 。1)實驗過程中,應(yīng)豎直向上 拉動彈簧測力計。

 。2)第三次實驗中滑輪組的機(jī)械效率是 。

 。3)分析表中實驗數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組,物重 ,滑輪組的機(jī)械效率越高。

 。4)若在第三次實驗中,物體上升的速度為0.1m/s,則拉力F的功率為 W。

 。5)創(chuàng)新小組也利用重為1N、2N、4N的物體進(jìn)行了三次實驗,每次測得的機(jī)械效率均大于智慧小組的測量值,則創(chuàng)新小組測量值偏大的原因可能是 。(填字母)

  A.測拉力時,彈簧測力計未調(diào)零,指針指在零刻度線下方

  B.彈簧測力計每次拉動物體時均加速上升

  C.所使用的動滑輪的重力小于智慧小組

  答案:(1)勻速緩慢。2)74.1%。3)越大。4)0.54。5)C

  例7 在探究“影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素”時,同學(xué)們提出了下列猜想

 。1)滑輪組機(jī)械效率高低可能與動滑輪重有關(guān);

 。2)滑輪組機(jī)械效率高低可能與被提升的物重有關(guān);

 。3)滑輪組機(jī)械效率高低可能與物體提升高度有關(guān);

  (4)滑輪組機(jī)械效率高低可能與承重繩子股數(shù)有關(guān)。

  小明同學(xué)設(shè)計了如圖所示的兩個滑輪組,進(jìn)行對比實驗來驗證提出的猜想,則該實驗驗證的猜想是 。

  A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)

  解析:比較兩滑輪組可知,承擔(dān)繩子的股數(shù)相同,滑輪組繞線方式相同,滑輪個數(shù)相同,提升高度也可以相同,而兩個滑輪組提升物體的重力不同,結(jié)合控制變量法的思想,所以該實驗裝置探究的是滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體重力的關(guān)系,即驗證的是猜想(2),故選B。

  答案:B

  課堂小結(jié)

  本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了:

  1.有用功、額外功、總功的概念及計算;

  2.機(jī)械效率的含義及計算;

  3.測量滑輪組的機(jī)械效率。

  布置作業(yè)

  教材第88頁“動手動腦學(xué)物理”第1至4題。

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