教案:机械效率

时间:2023-04-25 20:41:42 教案 我要投稿

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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