沪粤版初中物理九上11.3 如何提高机械效率教案.docx

沪粤版九年级物理 11.3《如何提高机械效率》教案

备课人

胡美钰

新授课

上课时间

第2周

课题

11.3《如何提高机械效率》

教学

目标

知识与技能

了解有用功、额外功和总功的含义以及它们之间的关系

知道机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率

知道实际机械的机械效率总是小于一，知道提高机械效率的方法和意义

过程与方法

经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算机械效率的方法

情感态度价值观

通过学习效率的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识

教学重点

有用功、额外功、总功和机械效率的概念。

教学难点

同一机械的机械效率是可变的。

教学准备

教学过程

备注

【课堂引入】

机械功原理告诉我们，使用任何机械都不能省功。不仅如此，我们还发现，使用机械时，对机械所做的功并不都是有用的，其中有一些不得不做的额外功，例如在使用滑轮组提升重物时，克服机械自重、绳重与摩擦所做的功。

【新课教学】

活动1什么是有用功与额外功

【自学】阅读课本11页内容，并结合活动1的例子，回答下列问题：

什么叫做有用功、额外功和总功？

有用功、额外功与总功之间有什么关系？

【小结】

我们需要的、有价值的功，叫做有用功，记作W有。

动力对机械做的功叫做总功，记作W总。

对人们无利用价值又不得不做的功，叫做额外功，记作W额。

W总=W有+W额

由于存在额外功，即W额0,因此，总功必定大于有用功，即W总W有。

活动2什么是机械效率

【思考】已知沙子重100N,人体重400N，动滑轮10N，桶重20N，口袋重5N，每层楼高3m，若要把重100N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？

【提示】

人用桶提着沙子上楼，克服自重和桶重所做的功为额外功；用滑轮拉着装满沙子的桶上楼，克服桶重和滑轮重所做的功为额外功；用滑轮拉着装满沙子的袋子上楼，克服袋子重和滑轮重所做的功为额外功；

【小结】物理学上，把有用功跟总功的比值，叫做机械效率，用符号η表示。

【思考】机械效率的数值会等于或大于1吗，为什么?

【提示】因为机械都会存在摩擦等因素，即W额外＞0，W总＞W有用所以η＜1；

若是忽略机械自重和摩擦的理想状态，W额外＝0，W总＝W有用，所以η＝1，例如不计绳重和摩擦的定滑轮就是理想机械，η＝1。

【实验】根据活动2“测算滑轮组的机械效率”完成实验，并将数据记录在13页的表格中。

实验原理：

实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。

注意事项：竖直向上，缓慢拉动测力计。

实验数据

实验结论

同一滑轮组的机械效率与提升重物的重力有关，重物重力越大，机械效率越高；

不同滑轮组的机械效率也不相同，滑轮越重，机械效率越低。

【归纳】影响滑轮组机械效率的因素

摩擦、绳重

（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率，如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳）

物重

（物重增加，机械效率提高）

动滑轮重

（动滑轮重减小，机械效率提高）

【归纳】提高机械效率的方法

增加物重

减小机械本身的重力

减小摩擦

【思考】用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？

【提示】提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。

【思考】如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？

【提示】提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。

【随堂练习】

下列说法中正确的是（）

A．省力的机械不能省功，机械越省力，其机械效率越高

B．做功越快的机械，虽然它做的功不一定多，但是其机械效率是越高的

C．做相同的额外功时，有用功越大的机械效率越高

D．机械效率越低的时候，做功一定是越慢的

用图中的甲、乙两种方式分别提升同一重物，使它们在相同时间内匀速升高相同的高度，拉力F甲、F乙的作用点移动的速度分别为V甲、V乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重和摩擦），则（）

A．V甲＞V乙η甲＞η乙 B．V甲＜V乙η甲＞η乙

C．V甲＜V乙η甲＜η乙 D．V甲＞V乙η甲＝η乙

如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？