滑輪組的機械效率講解

1、滑輪組的機械效率平山中學(xué) 吳國明教學(xué)目標(biāo)：（ 1）.知識與技能： 通過實驗加深對機械效率和滑輪組的認(rèn)識。 學(xué)會測滑輪組的機械效率 了解與機械效率有關(guān)的因素。（ 2） .過程與方法： 在實踐活動中進(jìn)一步認(rèn)識科學(xué)研究方法 通過參與測滑輪組機械效率的過程，培養(yǎng)同學(xué)們的實驗?zāi)芰Α?通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與處理，使同學(xué)們進(jìn)一掌握處理實驗數(shù)據(jù)的方法 培養(yǎng)從實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律的能力。（ 3）.情感、態(tài)度與價值觀： 在實驗操作過程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 通過實驗活動來認(rèn)識交流與合作的重要性。 通過學(xué)習(xí)“效率”的概念，增強節(jié)約意識，提高對科學(xué)發(fā)展觀的認(rèn)識。（4）教學(xué)難點分析：通過實驗加深對機械效率和滑輪組的

2、認(rèn)識。學(xué)會測滑輪組的機械效率，了解與機械效率有關(guān)的因素。 在實踐活動中進(jìn)一步認(rèn)識科學(xué)研究方法 ，通過參與測滑輪組機械效率的過程，培養(yǎng)同學(xué)們的實驗?zāi)芰Α?器材準(zhǔn)備 ：1、多媒體實物投影儀。2、學(xué)生分組實驗器材：刻度尺、鉤碼、彈簧秤、鐵架臺，一個定滑輪和一個輕質(zhì)動滑輪組成的滑輪組， 一個定滑輪和一個重質(zhì)動滑輪組成的滑輪組，長約 2 米的細(xì)繩。教學(xué)過程：一、復(fù)習(xí)提問做功的兩個必要因素： 作用在物體上的力（圖片展示）物體在力的方向上移動了一段距離公式 單 位：二、新課引入： 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。 下列三種做功的方法： 你會選擇哪一種？學(xué)生回

3、答：一些物理名詞：有用功：對人們有用的功（講解）額外功 ：人們不需要但又不 得不做的功總功：有用功與額外功的總和根據(jù)上面的三種方法你請你計算出他們的有用功、額外功和總功并計算出有用功在總功中占的百分比。（引導(dǎo)學(xué)生思考）有什么新的發(fā)現(xiàn)？使用任何機械都不省功W用機械一 W不用機械所以我們用機械也要講究效率。（1）當(dāng)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。（2 ）當(dāng)你用動滑輪提升一只箱子時，你希望選用什么樣的滑輪？為什么？（答：希望選擇一只又輕巧又堅固的動滑輪，因

4、為這樣可以減少額外功。）（圖片展示）起重機的機械效率使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%也可以說有用功在總功中占有60%另外的40%是額外功.機械效率:有用功在總功中占的百分比搶答題：下面說法中是否正確.1. 有用功越多，機械效率越高2 .額外功越少，機械效率越高3 物體做功越慢，機械效率越低4 .做總功越多，機械效率越低5做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高6 .做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高三、新課教學(xué)滑輪組的機械效率：有用功、額外功和總功（請學(xué)生回答）1、例題：某人用如圖所示的滑輪組提升200牛的重物，所用的拉力是 120牛，2秒內(nèi)繩子自由端被拉下 4米。（

5、1）這個人做的總功是多少焦？ （ 2）有用功是多少焦？ （ 3）這個滑輪組的機械效率是多少（ 4）這 個滑輪組的機械效率是多少？2、實驗：測滑輪組的機械效率 想一想：測量出滑輪組的機械效率時需要測量哪些物理量？需要哪些測量工具？分別怎樣測量?做一做：完成滑輪的連接逐步設(shè)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。）（3）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

6、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= Fs計算出總功。）（4）為了求出滑輪組的有用功和總功，進(jìn)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。）學(xué)生討論回答后，教師邊演示邊講解做好實驗的注意事項：（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)。（2）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。（3） 測量細(xì)繩自由端通過的距離 s時，可事先在細(xì)繩自由端上作一標(biāo)記，再拉彈簧測力計，用滑輪組

7、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)記移動的距離，就是細(xì)繩自由端通過的距離 s。該實驗從組裝滑輪組到測出各個量，要進(jìn)行的活動和記錄的數(shù)據(jù)都比較多，教師要加強巡回指導(dǎo)，發(fā) 現(xiàn)問題及時引導(dǎo)。學(xué)生實驗完畢，匯報實驗結(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。這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。在此基礎(chǔ)上，可以讓學(xué)生繼續(xù)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。 ）對于程度比較好的學(xué)生，還可以提出以下討論題：（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(dān)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？W有用 Gh Gh G（答：能。因為s=nh，則機械效率=有用