機(jī)械效率
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知道有用功、額外功和總功的含義及三者的關(guān)系。
2. 理解機(jī)械效率的概念,并能計算簡單機(jī)械的效率。
3. 培養(yǎng)學(xué)生對任何事情都要注意“效率”的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
對機(jī)械效率概念的理解。
【教學(xué)方法】
綜合教學(xué)法。
【教學(xué)儀器】
電腦教學(xué)平臺一套,滑輪組、鐵架臺、彈簧秤、刻度尺、相同木塊和細(xì)線各20件。
【教學(xué)過程】
一、引入有用功、額外功、總功
師:我們學(xué)校旁有一座私人住宅正在建造中,現(xiàn)在需把100 n重的砂子運(yùn)到6 m高的樓上。想想看,有哪些方法,可以把砂子運(yùn)上去?
在投影儀上映出下圖:
生:可以把砂子裝在桶里或裝在袋子里,人提上去。可以用起重機(jī)吊上去。還可以用動滑輪或滑輪組等簡單機(jī)械將砂子運(yùn)上去。師:同學(xué)們回答得都很好。我們可以有許多辦法將砂子運(yùn)上樓。現(xiàn)在我們選取其中的一種做個模擬實(shí)驗(yàn),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(dān)物體和滑輪的總重?2. 砂子升高h(yuǎn),繩子末端移動的距離s是多少?3. 把100 n重的砂子運(yùn)上6 m高的樓上,需要做多少功?4. 通過滑輪組,繩子末端用了40 n的拉力將砂子運(yùn)上去,實(shí)際做了多少功?5. 想一想,這兩個功為什么不相等?在投影儀上映出學(xué)生討論的結(jié)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(yùn)上樓,所以把100 n重的砂子運(yùn)到6 m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(yùn)上去,在完成運(yùn)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(fù)擔(dān)所不得不做的功。總功:有用功與額外功的和。練習(xí):用桶從井中提水的時候,對 做的功是有用功,對 做的功是額外功。如果桶掉到井里,從井里撈桶時,撈上來的桶帶有一些水,這時對桶做的功是 功,對水做的功是 功。二、引入機(jī)械效率1. 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)(共20個小組,分2個內(nèi)容,每10個小組做1個內(nèi)容,2個實(shí)驗(yàn)并進(jìn)。)測定:把重g =1.5 n的木塊,提高到h =0.2 m的高度時,①通過一定動滑輪組所做的有用功、總功。②通過兩定兩動滑輪組所做的有用功、總功。每個實(shí)驗(yàn)的記錄結(jié)果選1~2組,在投影儀上映出進(jìn)行分析。2. 討論與分析(1)有沒有一種簡單機(jī)械只做有用功,不做額外功?(沒有)(2)使用不同的簡單機(jī)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(jī)械時我們最關(guān)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(jī)械效率。板書:(二)機(jī)械效率的定義有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。