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1、10.5機械效率教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1. 能結(jié)合實例分析什么是有用功、額外功和總功。2. 明確機械效率是描述做功效率的物理量。能利用機械效率的公式進(jìn)行簡單的計算。3. 能設(shè)計實驗,測定某種簡單機械的機械效率。(二)過程與方法1. 通過探究使用動滑輪的特點,知道使用機械就要做額外功。2. 通過實驗與討論,認(rèn)識提高機械效率的主要方法。(三)情感態(tài)度與價值觀知道提高機械效率的實際意義和方法,有合理改進(jìn)機械、提高效率的意識,增強將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。二、教學(xué)重難點本節(jié)內(nèi)容由“有用功和額外功” “機械效率”兩部分構(gòu)成,機械效率是本節(jié)教學(xué)的重點。教學(xué)中要通過實例分析 有用功、額外功和總
2、功,使學(xué)生真正認(rèn)識機械效率的含義。測量滑輪組的機械效率是本節(jié)的難點。教學(xué)中要組織 學(xué)生經(jīng)歷測量的全過程,如讓學(xué)生經(jīng)歷組裝實驗裝置、測量數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的過程,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時 增加他們的實踐體驗。重點:機械效率的概念和有關(guān)計算。難點:測量滑輪組的機械效率。動力對繩子做功等于動滑輪提升重物所做的功嗎?學(xué)生猜測并驗證自 動力對繩子做的功總是大于動滑輪提升物體做的功。進(jìn)一步分析討三、教學(xué)策略設(shè)計情景動滑輪提升重物,引出教學(xué)過程: 己的想法觀點。學(xué)生經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn), 論,引出有用功、額外功和總功,以及它們之間的關(guān)系和效率的概念。通過理解、運用機械效率解決實際問題, 認(rèn)識到提高機械效率的兩種方
3、法:減小額外功和增加有用功。把效率問題延伸到生活。四、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體、動滑輪、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線等。五、教學(xué)過程導(dǎo)入新課1功: 作用在物體上的力 F和物體 在力的方向上通過距離 S的 乘積。 公式:W =F S W=Gh2小明將一 500N重物,可以直接用手拉到 2m高處,也可以使用動滑輪,使用動滑輪的作用為了 而不省功。思考:用手直接對重物做功與手拉繩時對機械做功相等嗎?工3、物理量G/Nh/mF/Ns/mW手對重物W手對機械GhFS數(shù)量500N2m260N4米1000焦耳1040焦耳用手直接對木K料做功與手對機7械做功相等嗎?新授課:1、指導(dǎo)自學(xué):自學(xué)內(nèi)容:P202-2
4、04自學(xué)要求:1、什么是有用功、額外功和總功?它們之間的關(guān)系是什么?2、什么是機械效率?公式怎樣表示?3、影響機械效率大小的因素有哪些?、機械的三種功1、有用功(W有):對人們有用的功。W 有=Gh-提升物體2、額外功(W額):人們不需要但又不得不做的功。3、總功(W總):有用功與額外功的總和W總=FS(在運用機械時,動力 F所做的功)(克服水的重力做功),額外功是(克服桶的重力做功),總功是 (克服桶的重力做功),廠94、三者關(guān)系:如總=W有+ W額 5、用水桶從井中提水時,所做的有用功是(拉力所做的功);如果桶掉到井里,從井里撈桶時,撈上來的桶里帶了一些水,有用功是 額外功是(克服水的重力
5、做功),總功是(拉力所做的功).6、辨別比較:有用功、額外功、總功砂子重100N,人重400N,桶重20N, 動滑輪重10N , 口袋重5N, 地面到三樓高 6 m砂子垂100牛體臺400牛動!潯輪霆10牛把ffi 100牛的砂子運上三樓1對砂子做功6m/ 1對砂子做功'1對砂子做功(U.hM人提子做功312012對桶做功)252O;J2對桶做功"人 拉 滑 輪做 功2對口袋做功QOJ:克服自重7sai做功3對動滑輪聘功69OJ3對動滑輪做功看上圖和數(shù)據(jù),1、說一說三種不同的運送沙子的方法的不同?指出有用功、額外功、總功各是多少?比較他們的大小? 2、那種方法最.好,為什么?
6、(因為第三種方法做的額外功最少,總功最少。)二、機械效率占的比例越大越好。在物理學(xué)中,用機械效率工作中,我們總是希望額外功越少越好;也就是有用功在總功中所 表示有用功在總功中所占的比例。計算公式:機械毎齧偵%注意:對于實際機械,由于總是有額外功存在,a: n常用百分?jǐn)?shù)表示;b:n小于100% ;C:n沒有單位。 思考辯論:1.機械效率有單位嗎?2 .為什么機械效率沒有大于 1的?3 .用小數(shù)和百分?jǐn)?shù)來表達(dá)機械效率,你認(rèn)為那種表達(dá)更好?例題:用一個動滑輪,將 200N的物體勻速提升 2m所用拉力F為120N,此動滑輪的機械效率是多少?已知:G=200N h=2m F=120N s=2h=4m解:
7、 W 有=Gh=200N< 2m=400JW總=Fs=120NX 4m=480J=400J - 480J X 100% 83.3%答:動滑輪的機械效率約是83.3%.注意:答題格式要整齊美觀,你能做到嗎?三、機械效率總是一定的嗎?如何測量滑輪組的機械效率:1實驗原理: = !xl00%=X100%2m的細(xì)繩。2.器材:刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、甲、乙兩個滑輪組、長約 3.步驟:(1) 如圖所示,組裝好動滑輪;(2) 分別如圖把不同數(shù)量的砝碼拉到一定高度將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到表格中;(3) 算出有用功 W有用、總功 W總功、機械效率n并填入表格,比較數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗討論總結(jié)。實驗次數(shù)G (N)h(m)W有用(J)F (N)s (m)W( J)n10.1m20.1m30.1m結(jié)論:1動滑輪重一定,物重越大,機械效率高。2物重一定,動滑輪越重,機械效率低。討論:如何提高滑輪組的機械效率?主要方法有:盡可能地增加物重,減小動滑輪重,減輕繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦。欣賞:1 、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.2、抽水機:60%- 80%,柴油機:28% 40%,請你在心里說說式說明意思。板書:W總=W有+ W額機械效率=豁。%小結(jié):、機械的三種功:有用功
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