滬科粵教課標版初中物理九年級上冊第十一章.3 如何提高機械

第4頁11.3如何提高機械效率一、教學目標知識與技能⑴了解有用功、額外功和總功的含義，以及它們之間的關系。⑵知道機械效率，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。過程與方法經歷測算滑輪組機械效率的過程,學習測算機械效率的方法情感態(tài)度與價值觀通過學習效率的概念,增強節(jié)約意識,提高對科學法開展觀的認識教學重點：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”，通過具體做功實例的分析，并引導學生答復以下問題，讓學生知道“有用功〞和“額外功〞的含義。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)榱说竭_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、學生經過思考、討論，可以答出：⑴對于教材圖13-16a，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13-16b：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、在學生答復的根底上，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。〔W=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=Fs〕4、然后向學生指出：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，可讓學生分析以下情況中的有用功、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?！尝仆暗舻骄?，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?！呈裁词菣C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?！惩ㄟ^答復，使學生意識到：我們在使用機械做功時，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，可以引導學生自己總結出機械效率的定義和公式?！踩绾斡嬎惚壤?？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?！场?〕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，不可防止地要做一局部額外功，有用功總小于總功，所以機械效率總小于1〕活動2測算滑輪組的機械效率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，可引導學生通過以下問題的討論，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?！场?〕滑輪組的額外功是怎樣產生的，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?！场?〕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W總=Fs計算出總功?！场?〕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?！?、學生討論答復后，教師邊演示邊講解做好實驗的考前須知，學生觀察實驗并作好數據的記錄〔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?！?〕拉力F的大小由彈簧測力計的示數讀出，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η1234、讓學生根據收集的數據，計算出兩次機械效率5、學生通過計算的結果，他們會發(fā)現：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?！?、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?！?、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。數出承當重物的繩子股數n，那么繩子自由端通過的距離s=nh，h為重物上升的高度?！场?〕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，那么機械效率。〕三、小結本節(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;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。四、作業(yè)布置五、板書設計五、板書有用功〔目的要做的功〕W有用=W總—W額外〔W有用=Gh〕額