八年級(jí)物理全冊(cè) 第10章 機(jī)械與人 第5節(jié) 機(jī)械效率教案 （新版）滬科版

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第5節(jié) 機(jī)械效率 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能： 1.了解什么是有用功、額外功和總功。 2.理解什么是機(jī)械效率。 過(guò)程與方法： 通過(guò)參與探究斜面機(jī)械效率的活動(dòng)，學(xué)習(xí)擬定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)高效做事的思想和勇于探究事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 教學(xué)重點(diǎn)： 1．理解機(jī)械效率； 2．探究滑輪組的機(jī)械效率。 教學(xué)難點(diǎn)： 理解機(jī)械效率。 【導(dǎo)學(xué)過(guò)程】 【創(chuàng)設(shè)情景，引入新課】 復(fù) 習(xí)： 1.什么是功？功的兩個(gè)主要因素是什么？ 2. 將重20 N的重物勻速舉高2ｍ，人需做多少功？ 探究活動(dòng)： 目的；因裝修房子的需要，要把沙子從一樓運(yùn)往三樓。 方案； 1.將沙子裝進(jìn)桶里提上三樓； 2.將沙子裝進(jìn)桶里用動(dòng)滑輪提上三樓； 3.將沙子裝進(jìn)袋子里用動(dòng)滑輪提上三樓； 問(wèn)題；那種方案較好？ （已知：沙子重100N，人的體重４00 N，動(dòng)滑輪重10 N，桶重20 N，口袋重5 N ，每層樓高3ｍ） 討論并計(jì)算：1.我們的目的是什么？那部分功對(duì)我們是有用的？ 2.為了達(dá)到目的，采用上面的三種方案人實(shí)際總共做功各是多少？那些功人不想做，但采取這種方案又無(wú)法避免，對(duì)達(dá)到目的來(lái)說(shuō)是額外的？它們各是多少？ 3.那種方案較好？怎樣比較？ 教師小結(jié)，給出有用功、總功、額外功的定義，并說(shuō)明可用有用功與總功的比值來(lái)反眏完成某任務(wù)所采取的方案的劃算程度，物理上把它叫做為機(jī)械效率。今天，我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)械效率。 【自主預(yù)習(xí)案】 1．功的分類(lèi)：（1）有用功__________________________________________________________。 （2）額外功___________________________________________________________。 （3）總功_____________________________________________________________。 （4）三者關(guān)系___________________________________。 2．機(jī)械效率：（1）定義_____________________________________________________________。 （2）公式：______________________。 【課堂探究案】 探究點(diǎn)1：有用功、額外功、總功概念的理解。 通過(guò)同學(xué)們對(duì)課本三種不同方法提升沙子所做的功進(jìn)行分析，根據(jù)課本完成下列問(wèn)題。（小組合作完成） 1、三種方法的最終目的是把 提升到3樓。 2、提升到3樓，升高了 m。根據(jù)功的原理，把沙子提升到三樓必須做的功為 J。這些必須做的功叫 。 3、我們提升沙子的同時(shí)，也做了一些不需要，但又不得不做的一些功。這些功叫 。 在1、2、3種方法中，除了把沙子提升6m所做的功外，還做了那些功。 ①、克服 做功 克服 做功 ②、克服 做功 克服 做功 ③、克服 做功 克服 做功 通過(guò)以上三種情形，額外功的產(chǎn)生主要是克服 和 做的功。 4、有用功加額外功是總共做的功，叫 根據(jù)上面的分析過(guò)程，大體估算第 種方法做的總功多？ 并由大到小的順序排列。 三種方法，第 種方法更好一些呢？并說(shuō)出選擇的理由。 探究點(diǎn)2：機(jī)械效率的理解與運(yùn)用。 通過(guò)學(xué)生對(duì)三種方法的比較分析，做相同的有用功，所做的總功越少越好。或者做相同的總功，所做的有用功越多越好。引出機(jī)械效率。 機(jī)械效率等于有用功和總功的比值 強(qiáng)調(diào)：機(jī)械效率僅僅與有用功和總功的比值有關(guān)。機(jī)械效率與功率，及單獨(dú)說(shuō)有用功、額外功、總功的多少?zèng)]有關(guān)系，僅僅與有用功和總功的比值有關(guān)。 自讀課本P87最后兩段內(nèi)容，完成下列問(wèn)題。 2、理解運(yùn)用推導(dǎo)公式 你還能推導(dǎo)出計(jì)算機(jī)械效率的什么樣的公式來(lái)？ 通過(guò)兩個(gè)例題，讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)公式的理解與運(yùn)用。 例1有一機(jī)械做的總功為500J，有用功為400J，機(jī)械效率是 ？ 例2有一起重機(jī)把質(zhì)量為0.6t的重物體勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做得功是3.4104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？ 探究點(diǎn)3：測(cè)滑輪組的機(jī)械效率 1.機(jī)械效率公式：______________________ F F物 圖1 2.如圖1所示，用滑輪組提升重物過(guò)程中，力________做的是有用功，對(duì)應(yīng)的距離是物體移動(dòng)距離h；力________做的是總功,對(duì)應(yīng)的距離是繩子自由端移動(dòng)距離s。對(duì)于滑輪組來(lái)說(shuō)，有用功就是動(dòng)滑輪對(duì)物體做的功，W有=___________；總功就是人的拉力做的功W總=______________。 3.需要測(cè)量的物理量： 4.實(shí)驗(yàn)器材： 5.用彈簧測(cè)力計(jì)拉力，拉力方向向下方便還是向上方便？滑輪組的繩子怎樣繞才能使拉力向上拉？ 6、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中 重物重力：G物= 有用功： W有= G物h= 機(jī)械效率： = 重物初位置：h1= 重物上升距離： h= 重物末位置：h2= 繩子自由端拉力：F= 總功： W有=Fs= 繩子自由端初位置：s1= 繩子自由端上升距離： s= 繩子自由端末位置：s2= 【當(dāng)堂訓(xùn)練案】 1.一個(gè)滑輪將重3600N的貨物提高4米。如果額外功是9600J，滑輪組做的有用功是多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？滑輪組在哪些方面消耗了額外功？我們應(yīng)該如何提高該機(jī)械的機(jī)械效率？能否使機(jī)械效率達(dá)到100%為什么？ 2._________________________的比值叫做機(jī)械效率。如果某機(jī)械的效率為85%，其物理意義是________________________________，除理想機(jī)械外的任何機(jī)械的效率總是_________，這是因?yàn)開(kāi)___________________________________。 3.起重機(jī)把質(zhì)量為0.6t的重物勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3.4104J起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？ 4.某人用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升400N的重物，所用的拉力為200N，繩子自由端被拉起2米，在此過(guò)程中，求： （1）拉力所做的功 （2）滑輪組的機(jī)械效率 （3）滑輪組中動(dòng)滑輪的重力（不計(jì)摩擦和繩重） 換一張 5.用定滑輪提升重為200N的物體，所用拉力為220N，當(dāng)物體升高到2m時(shí)，求定滑輪的機(jī)械效率。 6.一個(gè)工人用如圖9所示的滑輪組提起重2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，求 ：有用功，額外功 總功和機(jī)械效率分別是多少？并分析額外功有哪些？