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機械效率

機械效率

目 標
1.知識與技能
了解什么是有用功、額外功和總功。
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,學習擬訂簡單的科學探究計劃和實驗方案。
說明與建議
有用功和總功
首先讓學生看課本圖14.4-1,弄明白三幅畫的意思,然后討論用圖中三種不同方法,把100n重的沙子運上三樓,哪種辦法最好。學生可能對第二、三兩種方法的區別不太理解,可引導學生注意桶的重量與口袋重量的不同。然后引導學生分析每種情況需要做的功,引出有用功、額外功、總功的概念。
想想議議
這里意在使學生加深了解有用功、額外功的概念。實際使用機械時,人們總是希望額外功少些。杠桿、起重機、電梯等所有機械都有一些是有用功,一些是額外功。通過討論,讓學生明白什么是有用功,什么是額外功。
機械效率
為了使學生明白為什么要引入機械效率這一概念,懂得機械效率的意義,在講述有用功和額外功之后,應強調指出,使用機械做功,為了工作需要以及不可避免地存在摩擦等原因,額外功是不可避免的。例如用水桶從井里提水,目的是把水提上來,所以提水的功是有用功,提桶的功是額外功,而為了把水提上來,水桶是不可缺少的。額外功是我們不需要的,它白白浪費能量,因此應盡量減小它。使用不同的機械來提起物體,我們希望做的額外功越少越好,或者說,有用功與總功越接近越好。不同機器這方面的差別,通常用有用功在總功中占的百分比來表示,叫做機械效率,給出機械效率的公式。一臺機器所做的有用功與總功越接近,這臺機器的機械效率就越高。
課本列舉了一個計算機械效率的例題,意在練習機械效率公式的應用,使學生加深認識有用功和總功的概念。
最后指出,提高機械效率有重要的經濟意義,可以減少能耗,降低生產成本,應對這個問題重視。還可以讓學生議議:除了用機械做功有個效率問題外,干別的事情有沒有效率問題,在更廣闊的背景下對效率問題有個初步觀念。
探究 斜面的機械效率
這個探究的目的是讓學生學習測量斜面的機械效率,通過探究加深對機械效率的理解,摩擦是影響機械效率的重要因素之一,同時讓學生進一步認識利用斜面也可以省力。
教師在引導學生提出問題后,要讓學生獨立完成探究過程。同時還可用粗糙程度不同的斜面,進一步探究摩擦對機械效率的影響。
動手動腦學物理
1.有用功是14400j,總功是24000j,機械效率是60%,起重機提升裝貨物用的容器所做的功、各部件之間的摩擦做功等都是額外功。
2.略。
3.提高機械效率的主要辦法是:改進機械的結構,例如提水時用容積較大而重量較輕的水桶等;按規程進行保養、合理使用以減小摩擦。
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