物理人教版八年级下册机械效率教案Word文档格式.docx
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2.2教学难点
3.
教学用具
多媒体设备
4.
标签
教学过程
6.1引入新课
【师】我国的许多农村都没有自来水，人们为了食用水，要从井中打水，在从井中提水上来的过程中，人们对哪些物体做了功？
【生】水桶、滑轮
【师】这些功都是人们希望做的吗？
对谁做的功才是有用的呢？
【师】下面我们进行这样的一个实验来看看：
以动滑轮为例，比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。
设计方案：
需测量的物理量和使用工具：
【师】实验中需要注意哪些点？
【生】
测拉力时，应匀速拉动弹簧秤。
还有绳自由端的拉力方向以竖直向上为宜，若方向向下，操作、读数均不方便。
【师】接下来自己设计表格，进行多次实验，将实验数据填入表格。
得出结论：
手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功是_______（等或不等）的。
结合我们课堂刚开始的提问，在上面的活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记作：
W有用；
在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：
W额外；
如果把手的拉力（即动力）对动滑轮做的功叫做总功，
6.2新知介绍
一、有用功、额外功、总功
【师】上面我们已经介绍了有用功和额外供的定义了。
那么接下来，为了熟悉有用功、额外功和总共的概念，我们来看这样的案例。
案例：
小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。
想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。
请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
如图所示的三种方法供参考：
第1种是人直接提着沙子上楼；
第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；
第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。
【师】请学生发表自己的见解，提出各种方案。
并对各个方案进行讨论，比较优缺点。
【生】经过讨论。
第一种方法太不方便。
第三种方法最好，因为它比第二种方法用的力小。
提升相同高度做的功少。
有用功和额外功、总功
【师】结合用动滑轮提升沙子，请同学们观看提沙子过程的视频。
思考：
①在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？
②无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？
③在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？
【板书】
一般来说，
有用功：
机械对外所做的功
额外功：
机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功
总功：
动力对机械所做的功。
总功等于有用功与额外功之和。
【师】前面实验中，正如各位同学所想的，第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少。
【师】现在大家讨论：
不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功一样吗？
（手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗？
）如果通过实验探究这个问题？
设计实验方案：
用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。
为了探究上述问题需要测量的物理量是：
手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。
改变钩码的数量，重复上述测量。
设计表格，将实验数据填入表中。
实验数据：
【师】
①手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？
②哪一个做的功多一些？
③你认为产生这一现象的原因是什么？
分析实验误差，指出要使重物重一些，误差就会小一些。
【生】回答问题：
①不相等
②手拉绳做的功多
③有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮。
二、机械效率
【师】工作中，我们总是希望额外功越少越好；
也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。
在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
注意：
对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。
【生】学生讨论：
1.机械效率有单位吗？
2．为什么机械效率没有大于1的？
3．用小数和百分数来表达机械效率，你认为那种表达更好？
通过多媒体展示例题：
利用如图2所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。
求：
总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
【师】如何测量滑轮组的机械效率；
通过实验，探究机械效率的求法：
1．实验原理：
2．器材：
刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2m的细绳。
3．步骤：
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用、总功
W总功、机械效率η并填入表格。
实验次数
【师】实验结论：
1．动滑轮重一定,物重越大，机械效率高。
2．物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
讨论：
如何提高滑轮组的机械效率？
【生】得出：
提高滑轮组的机械效率的主要方法有：
尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦
三、提高机械效率的方法
1、提高机械效率的意义：
减少能耗，降低生产成本。
2、
当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:
动滑轮和绳重；
绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；
还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.
当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组（额外功不变）,增加所提物体的重,就会越大,机械效率就会越高.
总之,提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小机件间的摩擦。
对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.
四、机械效率的测量
原理：
【师】应测物理量：
钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
器材：
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
步骤：
必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：
保证测力计示数大小不变。
结论：
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重，做的有用功相对就多。
③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
五、机械效率与功率的区别
功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；
机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高。
如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；
而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.
课堂小结
课堂知识点总结：
定义：
对人们有用的功。
计算公式：
W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：
W有用=Gh
并非我们需要但又不得不做的功。
公式：
W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
W额=fL
有用功加额外功或动力所做的功
W总=W有用＋W额=FS=W有用／η
W总=fL+Gh=FL
机械效率
有用功跟总功的比值。
即η
物理意义机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好.
提高机械效率方法：
1.额外功不变的情况下，增加有用功：
增加物体的重。
2.有用功不变的情况下减少额外功：
减少滑轮与绳子之间的摩擦。
课后习题
[1]课堂练习
1、下列说法正确的是（C）
A、机械的功率越大，做功越多
B、机械的效率越高，做功越快
C、机械的功率越大，做功越快
D、有用功越多，机械的效率越高
2、关于功、功率、机械效率说法正确的是（C）
A、功率越大，做功越快，机械效率越大
B、做功越少，功率越小，机械效率越小
C、功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D、机械效率越大，表明它做的功越多
3、如图所示，一物重为G，从斜面的底端A，在拉力F作用下，匀速运动到顶端B，若重物受到斜面的摩擦力为f，斜面的机械效率η,则（C）
A.f=F,η=Gh/FL
B.f=F-Gh/L,η=1-Gh/FL
C.f=F-Gh/L,η=Gh/FL
D.f=F,η=1-Gh/FL
4、某同学做滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物．若物重为120 N，每个动滑轮重20 N，摩擦及绳重不计．
（1）通过计算比较甲、乙两滑轮组的机械效率；
（2）若甲挂的重物为180 N，它的机械效率为多少？
通过计算你发现什么规律？
答案：
机械效率为90%，同一滑轮组，所提重物越重，机械效率越高。
[2]作业布置
1、完成配套课后练习题
板书
第十二章简单机械机械效率
1、有用功、额外功、总功
2、机械效率
物理意义机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好.
3、提高机械效率的方法
提高机械效率的意义：
由η＝＝可知:
A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:
B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组（额外功不变）,增加所提物体的重,就会越大,机械效率就会越高.
4、机械效率的测量
应测物理量：
保证测
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