如何提高机械效率(第1课时)

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1、如何提高机械效率一、教学目标知识与技能⑴知道佇用功、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,会丿IJ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,知道提髙机械效率的方法和意义。教学重点:有用功、额外功、总功及机械效率是本节课教学的重点。教学难点:同一机械的效率是可变的,是木节课教学的难点。二、教学过程1.引入新课现代社会是讲求效率的节约型社会,吋吋处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么,什么是机械效率呢?下而我们就来研究这个问题。2.新课什么是有用功与额外功

2、

3、1、让学生观察“活动1”,通过具体做功实例的分析,并引导学生回答下列问题,让学生知道“有用功”和“额外功”的含义。⑴在这两个情景中,力对哪些物体做了功?⑵哪些功是我们为了达到特定H的必须要做的功?⑶哪些功是我们不需要但又不得不做的功?2、学生经过思考、讨论,可以答出:⑴对于教材图13-16a,拉力对滑轮组做功时,拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分Z间的摩擦力都做了功;其中,捉升重物做的功是我们需要的功,对动滑轮、绳子以及克服摩擦所做的功是我们不需要但又不得不做的功。⑵对于教材图13-16B:挖掘机对泥土、挖斗以

4、及克服各部件Z间的摩擦力都做了功;其中,提升泥土所做的功是我们需要的功,对挖斗以及克服摩擦所做的功是我们不需要但乂不得不做的功。3、在学生回答的基础上,教师给出提升物体时,“有用功”、“额外功”及“总功”的含义:有用功(W制):克服物休的重力所做的功。(W二Gh)额外功(W濒外):克服机械自身的重力做功(W=Gh)、克服摩擦力和细子自重所做的功(忽略不计不要求计算)。总功(砂总):有用功和额外功的总和,即WaW和汁W额外。(W=Fs)4、然后向学生指出:在实际用机械做功时,总功也等于动力对机械做的功。为了检验学习效果

5、,可让学生分析下列情况中的有用功、额外功、总功,并说明这样分析的理由:⑴川桶从井屮提水。(答:目的是把水提上来,所以提升水做的功是有川功,对水桶做的功是额外功,对水和水桶做的功是总功。)⑵桶掉到井里,把桶从井中捞起。(答:忖的是把水桶捞上來,所以对水桶做的功是有用功,对水做的功是额外功,对水桶和水做的功是总功。)⑶用水桶把水提到楼上去。(答:目的是把水提到楼上,所以对水做的功是有用功,对水桶和人所做的功是额外功,对水、水桶和人做的功是总功。)什么是机械效率1、可用下面的问题引出机械效率的定义:(1)当你用水桶提水时,

6、有两只大小相同的水桶可供选择,一只是轻质塑料桶,另一只是厚铁皮桶,你选择哪一只水桶?为什么?(答:选择轻质塑料水桶,因为提同样多的水,川塑料桶需要做的额外功较少。)通过回答,使学生意识到:我们在使用机械做功时,额外功是不可避免的,但我们总希望做的额外功越少越好,也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。至此,可以引导学生口己总结出机械效率的定义和公式。(如何计算比例?引出有用功在总功中占的比例——机械效率)2、为了加深对机械效率的理解,可以组织学生讨论以下问题:(1)机械效率的高低表示的物理意义是什么?(答:有川功在总

7、功中所占比例的高低)(2)机械效率的单位是什么?(答:机械效率是两个功(W有用、W总)的比值,没有单位。)(3)为什么机械效率总小于1?能不能等于1?(使用机械做功时,一•般情况下,不可避免地要做一部分额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于1)3、使用机械做功总是希望机械效率越大越好,以打水为例,引导学生讨论如何提高机械效率呢?方法一:额外功一定时,增加有用功;方法二:有用功一定时,减少额外功4、让学生解下列有关滑轮组机械效率的计算题,帮助学生从具体应用中理解有用功、额外功和总功,熟悉机械效率的计算公式,找到解

8、答此类问题关键。例1、桶重10N,从10m深的水井中打水和捞桶吋都提上来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、总功。打水W有用=G水力=5ONxlOm=500JW额外=G桶力=10Nxl0m=1OOJW<&=Wffju+W额外=5()()J+1O()J=600JxlOO%捞桶W有用=G讪=10Nxl0m=100JW额外=G水力=50Nx10m=500JW总=W和tj+w额外=1()()J+5()()J=600J500J600JxlOO%100J600JxlOO%=83.3%=16.7%例2、如图

9、13-6所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及细重。如果工人将绳子匀速向上拉了6m,则泥桶上升了多少?滑轮组的机械效率是多少?已矢II:G旳=220N,G动滑轮=20N,s=6m,n=3求:h,nxlOO%图133-1解:泥桶上升的高度:h=-=—=2m.n3工人对泥桶做的有用功:W有用=G桶力

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