13.3 如何提高机械效率

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1、课时计划第周星期第节年月日课题13.3如何提高机械效率三维目标知识与技能⑴知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。⑵理解机械效率，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。⑶知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。过程与方法⑷经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算简单机械效率的方法。情感态度与价值观⑸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。教材分析重点有用功、额外功、总功及机械效率难点同一机械的效率是可变的课前准备教师用：铁架台、滑轮组（一个定滑轮和一个动滑轮组成）、细绳、钩码（每个重为2N）、

2、演示用弹簧测力计、演示用刻度尺学生用：铁架台、滑轮组（一个定滑轮和一个动滑轮组成）、细绳、钩码（每个重为2N）、弹簧测力计、刻度尺教学过程（含板书设计、作业布置）一、 引入新课复习：1、举几个力对物体做功的事例，说说力对物体做功的共同特征。2、       如何计算功？说出功的计算公式与单位。复习好上节课中功的概念与计算，为本节学习做好知识准备。2、           认识有用功、额外功和总功问题情境：桶掉在井中，从井中捞桶和用桶从井中打水。讨论：这两个过程中：①   人做功了吗？人都是对哪些物体做功了？②   在人做的功中，对谁做的功起到了积极的作用？

3、对谁做的功产生了消极的效果？③   产生消极作用的那部分功可以不做吗？学生汇报后总结：①   有积极作用的功是我们在做功过程中需要的功，我们称之为有用功；产生消极作用的功是我们不需要的功，称之为无用功或额外功。两个过程中我们的目的不同，所以有用功也不同。②   额外功虽然对目的的完成起消极作用，但为了完成目的却又不能不做。问题：我们在其他做功过程中是否也不得不做额外功呢？举几个身边的事例讨论一下。结论：额外功是为了完成有用功而不得不做的功。③   有用功与额外功的和我们称之为总功，是我们在完成目的时实际所做的功。W总＝W有用＋W额外以生活中的简单问题情境激

4、发矛盾，使学生弄清不同目的下的有用功、额外功和总功的含义，有用功和额外功的关系，理解额外功存在的意义。3、 机械效率和如何提高机械效率问题情境：如果桶重10N，从10m深的水井中打水和捞桶时都提上来50N的水，分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功。打水捞桶W有用＝G水·hW有用＝G桶·h=50N×10m=10N×10m=500J=100JW额外＝G桶·hW额外＝G水·h=10N×10m=50N×10m=100J=500J问题：如果让你选择完成打水和捞桶其中一个过程，你会选择哪个？说明你选择的理由。学生回答。总结：做相同的总功，我们都希望有用功越多

5、越好，也就是有用功占总功的比例越大越好。所以我们就把有用功与总功的比值叫做机械效率。练习：计算出上面打水和捞桶过程中的机械效率。答案：打水的机械效率：83.3℅捞桶的机械效率：16.7℅讨论：以打水为例，如何提高打水时的机械效率？学生讨论后回答，总结：方法一是在不增加桶重的前提下，增加桶中水的重量；方法二是不增加水的重量时，减少桶的重力。教师归纳：提高机械效率从减少额外功和增加有用功两个方面着手。认识机械效率的意义，练习机械效率的计算，从学生熟知的问题中归纳提高机械效率的方法，从生活到物理。问题：生活中我们会使用各种简单机械来帮助完成任务，使用机械做功机械

6、效率能为100%吗？为什么？学生讨论总结：使用任何机械都要做额外功，所用任何机械的效率η＜1。也就是说使用机械不仅没省功，还要多做功。知道任何机械的效率总小于1的客观事实，进一步理解机械功原理。4、 滑轮组的机械效率讨论：①分析滑轮组工作中的总功、有用功和额外功，说明额外功的产生原因。②额外功在滑轮组的问题中是很难直接测量的。我们利用什么器材、测量什么物理量就可以求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率？③实验中为了能准确测量各物理量要注意什么？学生讨论后，学生边回答教师边演示所说问题：克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功；对重物

7、做的功是有用功，所以要测量物重和物体上升的高度；人手提拉绳子做的功是总功，所以要测量拉力和拉力移动的距离；如果拉动绳子的速度不均匀，测量拉力时弹簧测力计的示数会不稳定，因此要匀速拉动。实验前弄清要测量的物理量和测量中的注意事项，给实验做好充分的准备。学生实验：把各小组分成两大组，组装成上图中的滑轮组，分别完成活动1和活动2，并将测量结果记录在表格中。活动1：用塑料轻质滑轮提重物，用铁质滑轮提同一重物，计算机械效率表格及数据实验次序钩码重G（牛）弹簧秤示数F（N）钩码提升高度h（m）绳子自由端移动距离S（m）人拉绳做的功W总（J）动滑轮提升钩码做的功W有用（

8、J）机械效率用塑料滑轮21．10．10．20．220．289%用铁