123机械效率.docx
《123机械效率.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《123机械效率.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
123机械效率
第十二章简单机械
第3节机械效率
一、教案内容简述
1、课题：
第3节机械效率
2、课程类型：
新授课
3、备课日期：
2014年2月
4、备课人：
5、教学目标：
【知识与技能】
1．能结合实例认识有用功、额外功和总功；
2．理解机械效率的概念、会计算机械效率。
【情感目标】
1．在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力；
2．培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣；
3．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活的科学态度。
【过程与方法】
1．通过实验体验、数据分析，加深对有用功、额外功、总功的理解，培养学生设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论的科学素养。
6、教学重点：
理解机械效率概念、通过实验探究发现提高机械效率的方法
7、重点突破：
通过举生活中的实例，探究机械效率以及提高机械效率的方法。
8、教学难点：
机械效率的计算
9、难点突破：
通过对知识的点的深入探究以及讲解，学会计算机械效率。
10、教学方法：
讨论、实验探究
11、教学用具：
学生用实验器材：
小桶、沙（10N）、滑轮、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺、塑料袋、斜面、方木块、毛巾、棉布、砝码。
老师用实验器材：
一大桶沙、弹簧测力计、细绳、铁架台、刻度尺、斜面、方木块。
软件：
Powerpoint讲稿，测定斜面的机械效率的FLASH，搬沙子上楼、起重机、滑轮组、
柴油机、斜面的图片。
二、教学过程
1、课程导入
（1）VIP课程
建筑工地上有一堆沙子，要把这堆沙子运到三楼，你有哪些方法？
请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？
（2）班级课程
情景：
老师先用一大桶装满沙子，沙子上面放上课本，把桶放在课室门口，上课后故意让两名学生帮忙抬进来。
教师拿了课本后，告诉学生这桶沙子暂时不用，又让两名学生抬出门口。
2、教学内容
一、有用功和额外功
1、有用功：
人利用机械在达到目的的过程中，所做的对人们有用的功，叫做有用功。
有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。
W有用＝Gh＝W总－W额＝ηW总
2、额外功：
在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫做额外功。
使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额外功。
W额＝W总－W有用
在忽略绳重、摩擦的前提下，滑轮组的额外功W额＝G动h
斜面的额外功W额＝fl
3、总功：
有用功加额外功是总共做的功。
W总＝W有用＋W额外＝Fs＝
斜面的总功W总＝fl＋Gh＝Fl
二、机械效率
1、定义机：
有用功跟总功的比值叫机械效率。
2、公式：
3、理解：
有用功总小于总功，机械效率总小于1。
机械效率通常用百分数表示。
提高机械效率的方法：
①减小机械自重；②减小机件间的摩擦，保持零件间的润滑。
提高滑轮组机械效率，还有一种方法是在绳能承受的范围内增加物重。
三、常见机械的效率
1、影响滑轮组机械效率大小的因素
滑轮组的机械效率
滑轮组机械效率的高低与动滑轮重、摩擦力的大小、物重等因素有关。
绕线方法不影响滑轮组的机械效率。
使用相同的滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
原因：
使用相同的滑轮组提升重物时，额外功不变，而物体变重，有用功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率提高。
使用滑轮组时，轮与轴之间的摩擦力越小，机械效率越高。
当被提升的物体重力相同时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。
2、影响斜面机械效率大小的因素
斜面的机械效率
斜面机械效率的高低与斜面的光滑程度及斜面的倾斜程度有关。
在斜面的倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高。
光滑程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【需要测量的物理量】物体的重力G、物体被提升的高度h、拉力F、绳子自由端移动的距离s
【实验器材】钩码、铁架台、滑轮、细线；弹簧测力计、刻度尺
【注意事项】
①弹簧测力计要沿着竖直方向匀速拉动物体。
沿竖直方向拉的目的是减小误差。
匀速拉动的目的是使示数稳定。
②如果物体静止时读数，测量的结果不包括摩擦，会使测量结果偏大。
【实验表格】下表可供参考
物体的重力G/N
物体被提升的高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
总功W总/J
机械效率η
4、测量斜面的机械效率
【实验原理】
【需要测量的物理量】物体的重力G、斜面的高度h、拉力F、斜面的长度l
【实验器材】斜面、大小木块（大木块用来垫高）、弹簧测力计、刻度尺
【注意事项】①注意控制变量。
②要使用弹簧测力计拉着物体沿斜面方向匀速运动。
【实验表格】下表可供参考（按照下表做实验时需要控制斜面粗糙程度一定）
斜面倾斜程度
物体的重力G/N
斜面高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
斜面长度l/cm
总功W总/J
机械效率η
最缓
较陡
最陡
三、课后总结
1、课堂练习
见附录
2、板书设计
第3节机械效率
3、课堂小结
1、知道了三种功以及他们的区别和联系。
2、知道了机械效率的定义以及简单的计算。
3、知道了常见几种仪器机械效率的计算。
4、课后作业
1、课本的课后作业。
2、练习册
一、选择题
14．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N。
物体A在拉力F的作用下，1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m。
如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是
A．绳子自由端移动速度为0.6m/s
B．滑轮组的机械效率为80%
C．拉力F的功率为1.8W
D．拉力F的大小为5N
答案：
C
6．（重庆市）如图4所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想。
你认为合理的是（）
A.文具盒所受重力对它做了功
B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功
D．在此过程中没有力对文具盒做功
答案：
C
7．（包头市）下列对应关系中不正确的是
A．潜水员潜入深水时要穿潜水服——液体压强随深度增加而增大
B．教室里的黑板用毛玻璃制成——利用镜面反射
C．用船浆向后划水船会前进——物体间力的作用是相互的
D．汽车沿盘山公路到达山顶——利用斜面越长越省力的原理
答案：
B
14．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0．1m，所用时间为２s，作用在绳子末端的拉力F为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ）
Ａ．所做的有用功为１Ｊ
Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ
Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ
Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％
答案：
AD
二、填空题
15、（山西省）斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N集装箱匀速推到车上，推力对集装箱做的功是_________J，斜面的机械效率是_________。
答案：
200080%
20.（四川绵阳）在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200N的建筑材料从地面运到高20m的楼上，手竖直向上的拉力是500N，在这个过程中，工人做了J的额外功，滑轮组的机械效率是____。
答案：
600080%
17、（四川自贡）滑轮组即能省力又能改变力的方向，建筑工人用自制的滑轮组把600N的重物缓慢提升2m，如右图所示，绳自由端的拉力F=250N。
拉力做的功是J，该滑轮组的机械效率等于，若不计一切摩擦和绳重，该滑轮组的动滑轮重N
答案：
150080%
29．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。
则第2秒末时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是_________焦耳。
答案：
静止24
19．（福州市）用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图9可知，绳端受到的拉力F为N，绳端移动的距离s为cm，滑轮组的机械效率η为 。
答案：
23083.33%（或83.3%）
9.（河池市）某工人用如图3所示的装置把重240N的物体提高1m，所用的拉力为150N，则该工人克服重力所做的有用功为J，总功为J，该滑轮组的机械效率是.
答案：
24030080％
31.（黄冈市）工程载重汽车比一般汽车的轮子要多些，是为了________________________；轮胎上花纹也比较深，是为了________________________。
若车身质量是8t，轮胎能承受的最大压强为
，与地面的总接触面积为0.4
，该车最大装载质量为_________t。
已知发动机的排气量（等于活塞面积S乘以活塞移动的距离L）为3.0升，燃气对活塞的平均压强为
，一个工作循环中，燃气对活塞做功_________J。
答案：
减小压强增大摩擦202400
实验题
41．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。
次数
钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
有用功
W有/J
测力计
拉力F/N
测力计移动
距离S/m
总功
W总/J
机械
效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
0.4
1.1
0.5
0.55
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：
使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率。
（2）填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：
使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率。
（3）如果绳重不计，摩擦不计，丙图中钩码重为4N时，侧力计的拉力为1N,那么当钩码重为9N时，该滑轮组的机械效率是。
答案：
（1）越高
（2）72.7％（3）越低
（2）90％
17．（重庆市）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图13所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
（1）在表中的空格处填上适当的数据；（机械效率用百分数表示，保留一位小数）
（2）在实验操作中应竖直向上拉动弹簧测力计；
（3）从实验数据分析得出：
使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：
滑轮组的机械效率与有关（写出一种影响因素即可）。
答案：
（1）表中填88．9％1．230（每空1分）
（2）匀速（1分）
（3）增加物重（每空1分）
（4）动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等（其他合理答案参照给分）（1分）
升级会员 