教案：机械效率

教案：机械效率

教学内容：机械效率。 授课地点： 　教室 授课教师： 授课时间： 　１课时 【 教学目标 】 　　1．知识与技能： 　　（１） 理解有用功、额外功和总功的含义； 　　（２） 理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算； 　　（３） 知道提高机械效率的意义和主要方法。 　　2．过程与方法： 　　经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。 　　3．情感、态度与价值观： 　　关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。 【 教学过程 】  教师活动设计 一、有用功、额外功和总功的概念   观察教材图 12-5-1或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。   起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。   用W总表示总功，W有表示有用功， W额表示额外功，它们的关系是W总=W有+W额 　　举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念 　　提问，人用水桶从井中提水，有用功、额外功、总功各是什么？ 　　视学生理解程度可再举几个例子。  　　回答：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是额外功；二者之和为总功。  二、机械效率举例 1.引出机械效率 学校二楼的墙坏了一个洞，修补的话需要40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要将40Kg 的水泥从一楼搬到二楼。现在你手上有重5Kg 的铁桶，重2Kg 的塑料桶，都能装下40Kg 水泥，你可以叫楼上的同事用铁桶或者塑料桶把水泥提上去，当然也可以自己提上去。 提问：你愿意采取哪种方法？ 回答：叫楼上的同事用塑料桶把水泥提上去。   提问：为什么？  　　　　回答：省力或做的功少。    提问：“做的功少”指的`是什么功少？有用功、额外功、还是总功？  　　回答：总功。    提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？ 　　回答：相同。  　　2.逐步引导。 　　任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。 　　机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。 　　说明：η为一比值，没有单位。   提问：总功又等于有用功和额外功之和，则η又可以表示为什么？   说明：在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功 是一定存在的，即 W额>0 ， 可见η < 100%； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时 W额=0 ， η = 100% 。  　　回答： 三、例题 例题：   如图利用一个动滑轮把重为400N的货物匀速提高2m，所用的拉力 F 是250N，求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。   教师板演。   解：人做的总功 等于人拉绳子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上去的距离s。人拉绳子的力F=250N，s=2×h=2×2m=4m，h 为货物提升的高度。 = Fs = 250N × 4m = 1000J   有用功只是克服货物重力做的功。货物所受重力 G=400N ，提升高度 h=2m 。则 = Gh = 400N × 2m =800J = - =1000J-800J=200J η = （ W有/W总 ） × 100% =（ 800J/1000J ） × 100%=80% 　　总结：由例题得知，只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个，就可以算出用机械做功过程中的机械效率。  　　学生思考解答。  四、提出提高机械效率的意义 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。   提问： 如何提高机械效率呢？  　　回答：由η = （ W有/ W总） × 100% ==[ W有/(W有 +W额 ) ] × 100% 可以看出 : 在W有 一定时，减少额外功 ；在W额 一定时，增加W有 ，可以提高η。 　　回答：可以采取减轻动滑轮重量以及减少滑轮与绳子之间摩擦的方法。    提问：例题中可以采取什么方法减少？ 　　当机械一定时，在可能情况下，增加 ，也可以提高η。 　　提问：例题中怎样增加？  　　回答：增加被提起货物的质量。  五、与功的原理对比 说明： 一般来说，用机械对物体做功，有用功 是固定的，这时候，机械效率越高，机械需要做的总功就越少，可见，机械效率越高的机械越省功。   提问：这和功的原理中说的“任何机械都不省功”矛盾吗？  　　回答：不矛盾 ，功的原理说的是使用机械时，人们做的总功，不会少于有用功。  六、课堂小结 今天我们学习了用机械做功过程中总功、有用功和额外功的概念，学习了判断机械性能优劣、质量好差的重要标志之一：机械效率η。通过η的计算公式： η = （ W有/W总 ） ×100% =[ W有/(W有 +W额 ) ]×100% 　　讨论了如何提高机械效率的方法。   七、课后作业  　　学生活动手册相关内容。 【 板书 】 机械效率 　　一、 有用功: 　　 　　额外功: 　　　　 总功: 有用功和额外功之和 　　二、 机械效率：η有用功跟总功的比值 　　η = （ W有/W总 ） ×100% =[ W有/(W有 +W额 ) ]×100% 　　η无单位 　 　实际机械 η＜ 100%；理想机械η =100% 　　三、 如何提高机械效率 　　在 一定时，减少额外功 ； 在 一定时，增加 。       参考资料：教科版《教师用书》八年级下及配套光盘。

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