物理北師大版九年級(jí)探究-使用機(jī)械能省功嗎(教案)2

五．研究―使用機(jī)械能省功嗎？一、教具滑輪、鉤碼、線、彈簧秤、鐵架臺(tái)、刻度尺．二、教課過(guò)程一、引入新課1．發(fā)問(wèn)：功的原理是什么？2．演示（按圖1裝置）并發(fā)問(wèn)．用圖1的滑輪來(lái)提高重5N的物體，理論上在細(xì)繩端需要加多大的拉力？要求一名學(xué)生板演，（省一半力，應(yīng)為2.5N）問(wèn)：實(shí)質(zhì)上Ｆ＝2.5Ｎ行不能夠，為何？問(wèn)：怎樣能知道Ｆ實(shí)質(zhì)是多大？（實(shí)驗(yàn)丈量——實(shí)踐是檢查真諦的唯一標(biāo)準(zhǔn)）（一定實(shí)質(zhì)上Ｆ>2.5Ｎ）問(wèn)：實(shí)質(zhì)使用動(dòng)滑輪提高重物時(shí)，人所做的功與直接提高重物所做的功對(duì)照較，大小怎樣？這與功的原理可否矛盾？（不矛盾，功的原理說(shuō)使用機(jī)械不省功）問(wèn)：我們希望上述兩個(gè)功越湊近越好仍是差距越大越好？（引入新課）二、進(jìn)行新課1．實(shí)用功、額外功和總功（1）演示實(shí)驗(yàn)：用彈簧秤勻速拉動(dòng)繩端，使重物G高升．從彈簧秤讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出重物提高的高度h和彈簧秤搬動(dòng)的距離s．以下面講邊板書：“實(shí)驗(yàn)數(shù)值G＝5N，h＝0.5m，F(xiàn)＝3N，s＝1m．彈簧秤的拉力（動(dòng)力）對(duì)動(dòng)滑輪做的功：W２＝F·s＝3N×1m＝3J，直接用手提高重物相同的高度需要做的：W１＝G·h＝5N×0.5m＝2.5J”（2）發(fā)問(wèn)：由實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩吹絎２＞W(wǎng)１，這是為何？學(xué)生回答，教師總結(jié)：實(shí)質(zhì)上，我們用動(dòng)滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械提高重物時(shí)，因?yàn)橐獞?zhàn)勝摩擦以及不得不把動(dòng)滑輪一起提高，這時(shí)我們用的力（動(dòng)力）就比重物重力的一半還要大（該實(shí)驗(yàn)中，理想狀況下拉力是2.5N，而實(shí)質(zhì)的拉力是3N）．做的功要比直接提高重物所做的功大一些（該實(shí)驗(yàn)中，直接提高重物所做的功是2.5J，而實(shí)質(zhì)動(dòng)力對(duì)滑輪做的功是3J）．（3）總結(jié)并邊講邊板書①在用動(dòng)滑輪提高重物的實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)提高物體的功對(duì)我們是實(shí)用的，是一定做的．板書：“1．實(shí)用功（W實(shí)用）：利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們實(shí)用的功叫實(shí)用功”（注意，本節(jié)標(biāo)題暫不出）問(wèn)：本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)用功是多少？答：W實(shí)用＝G·h＝5N×0.5m＝2.5J．②本實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)戰(zhàn)勝摩擦及把動(dòng)滑輪和繩索提高做的功對(duì)我們沒(méi)實(shí)用，但又不得不做的功，這種功叫額外功．使用任何實(shí)質(zhì)機(jī)械做額外功是不能夠防備的．板書:“2．額外功（W額外）：對(duì)人們沒(méi)實(shí)用，但又不得不做的功叫做額外功”③實(shí)用功加額外功是動(dòng)力對(duì)機(jī)械總合做的功，叫總功．板書：“3．總功（W總）：實(shí)用功與額外功的總和叫總功”問(wèn)：本實(shí)驗(yàn)中總功W總＝？答：W總＝F·s＝F·2h＝3N×1m＝3J．問(wèn)：本實(shí)驗(yàn)中做的額外功是多少？答：W額外＝W總－W實(shí)用＝3J－2.5J＝0.5J．．機(jī)械效率問(wèn)：依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，你能算出實(shí)用功在總功中占的百分比嗎？學(xué)生演算，答出計(jì)算過(guò)程和結(jié)果．答：83.3％．教師小結(jié)并板書：“4．機(jī)械效率：實(shí)用功跟總功的比值叫機(jī)械效率”板書：補(bǔ)寫本節(jié)標(biāo)題：“三、機(jī)械效率”實(shí)用功總小于總功，因此機(jī)械效率總小于1”教師指出：表示機(jī)械效率的字母的讀音．機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位．問(wèn)：某起重機(jī)的機(jī)械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重機(jī)提高重物時(shí)所做的實(shí)用功跟總功的比值是70%，也能夠說(shuō)實(shí)用功在總功中據(jù)有70%，另30％做的是額外功．3．提高機(jī)械效率的意義及方法舉例閱讀課本提高機(jī)械效率一段，小結(jié)重點(diǎn)，指出采納減小額外功所占比重是提高機(jī)械效率的有效方法．三、牢固練習(xí)例題：用圖2所示滑輪組把重600N的貨物勻速提高2m，所用的拉力是375N，求總功、實(shí)用功和這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率．要修業(yè)生板演，教師講評(píng)．教師小結(jié)：解答這種問(wèn)題第一要認(rèn)真審題，弄清已知條件．其次要注意，用滑輪組提起貨物的高度與人把繩索尾端拉下的距離之間的關(guān)系．還要分清總功和實(shí)用功．總功是人利用滑輪組提高貨物時(shí)總合做的功，也就是人拉繩索的力做的功（或說(shuō)動(dòng)力對(duì)滑輪組做的功），即若是不用機(jī)械直接把重物提高相同高度所做的功．計(jì)算時(shí)，功（W總）＝拉力（F）×繩端所經(jīng)過(guò)的距離（s）．實(shí)用功是指滑輪組戰(zhàn)勝貨物所受重力豎直高升所做的功，計(jì)算時(shí)，實(shí)用功（W實(shí)用）＝F·s．因?yàn)樨浳飫蛩偕仙?，因此滑輪組對(duì)貨物拉力的大小等于貨物重，即F＝G．貨物提高的高度s用字母h表示（要與動(dòng)力經(jīng)過(guò)的距離