资源简介

第5节　机械效率
第一课时　认识机械效率
教学目标
【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．
【过程与方法】
通过举例，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．
【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．
重点难点
【重点】
有关机械效率的计算．
【难点】
有关机械效率的计算．
教学过程
知识点一　有用功与额外功
【自主学习】
阅读课本P202，完成以下问题：
1．无论采取哪种办法都必须做的功叫做有用功.
2．并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.
3．有用功加上额外功是总共做的功，叫做总功.
【合作探究】
探究一　有用功与额外功
1．用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度，如图甲所示，记录弹簧测力计示数．
2．用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码匀速提升相同高度，如图乙所示，记录弹簧测力计示数．
3．将记录下的弹簧测力计示数填入下面的表格中，并完成该表格.
物理量 G/N h/m F/N s/m W非动 W动
1
2
3
将表格完成后，你会发现借助动滑轮的弹簧测力计，拉力做的功要更多一些，你知道是为什么吗？
答：实验证明，使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素，但是，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外做一些功．
在以上实验中，拉力所做的功，物理学中叫总功．提升重物，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务．这个功不是目的而又不得不做，是额外功．从总功中减去额外功才是对我们有用的功，叫做有用功．
例题　要把重100 N的沙子运上三楼．下图画了三种办法．哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？
请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？
解答　①人做功＝对沙子做功＋对桶做功＋克服自重做功．
②人做功＝对沙子做功＋对桶做功＋对动滑轮做功．
③人做功＝对沙子做功＋对口袋做功＋对动滑轮做功.
做功方式 有用功 额外功 总功
桶装，手提上楼 100 N×6 m (400 N＋20 N)×6 m 3 120 J
桶装，动滑轮吊运 100 N×6 m ×(20 N＋10 N)×12 m 780 J
袋装，动滑轮吊运 100 N×6 m ×(5 N＋10 N)×12 m 690 J
　　对比三种方式的总功可知，第三种方式最好，其做的总功最少．
【教师点拨】
区分有用功和总功：总功是动力(人或电动机)对机械所做的功，有用功是机械对物体所做的功．
【跟进训练】
小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是(　D　)
A．二人对桶做的功都是额外功
B．二人对水做的共都是有用功
C．小聪对桶做的功是有用功
D．小明对桶做的功是有用功
知识点二　机械效率
【自主学习】
阅读课本P203，完成以下问题：
1．有用功和总功的比值叫做机械效率.机械效率越高，说明有用功所占的比例越大.
2．计算公式：η＝×100%.
【合作探究】
探究二　计算机械效率
在前面运沙子上楼的三种不同做功方式中，我们已经计算出了有用功、额外功和总功．求三种不同方式的机械效率．(W总1＝3 120 J、W总2＝780 J、W总3＝690 J)
η1＝×100%＝19%
η2＝×100%＝77%
η3＝×100%＝87%
1．有没有机械效率为100%的机械？为什么？
答：没有．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.
2．怎样才能提高机械的效率？
答：改进结构或减小摩擦；经常保养、定时润滑．
【教师点拨】
机械效率越高，机械越省力的论断是错误的．机械效率的高低与机械的省力情况无关，两者之间不存在相互决定的关系．
【跟进训练】
1．用规格相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组提升重物，如图所示．已知G1＝150 N，G2＝200 N，动滑轮重G动＝50 N，滑轮与轴的摩擦忽略不计．设甲的机械效率为η1，乙的机械效率为η2，则下列关系正确的是(　A　)
A．F1＜F2，η1＜η2　 B．F1＞F2，η1＞η2
C．F1＞F2，η1＜η2　 D．F1＜F2，η1＞η2
2．一台起重机将重3 600 N的货物匀速提高4 m．如果额外功是9 600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
解：起重机提升货物的力等于物体的重力，F＝G＝3 600 N.
起重机提升重物所做的有用功W有＝Fh＝Gh＝3 600 N×4 m＝14 400 J＝1.44×104 J.
起重机做的总功W总＝W有＋W额＝14 400 J＋9 600 J＝2.4×104 J.
因此，起重机的机械效率
η＝×100%＝×100%＝60%.
课堂小结
认识机械效率
练习设计
完成本课对应训练．

展开更多......

收起↑