人教版物理八年级下册第2课时 测量机械效率导学案Word文件下载.docx

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在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度.

教学重点

掌握机械效率的计算，理解如何提高机械效率.

教具准备

表面粗糙的长木板、木块、垫块、弹簧测力计、细线、刻度尺、杠杆、滑轮、多媒体课件等

教学难点

难点探究斜面、杠杆、滑轮等简单机械的机械效率，掌握影响机械效率的因素.

教学课时

1课时

课前预习

1.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为有用

功，作用在绳子末端拉力做的功为总

功，计算滑轮组机械效率的公式η=W有W总=GhFs或η=GnF.

2.影响滑轮机械效率的因素主要有动滑轮的重、提升的物重、绳重和摩擦等.对同一滑轮组，提升的物重增大了，其机械效率会增大.

3.影响斜面机械效率的因素有斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度两个因素.

巩固复习

教师引导学生复习有用功、额外功、总功、机械效率的概念，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.

新课导入

师我们骑自行车上坡时，选择怎样的路线走轻松些.往汽车上搬运较重的货物时，常常看到搬运工人搭上一个长木板，沿木板就可以把货物轻松地推上去，这是为什么？

生：

走S形路线轻松；

斜面可以省力……

师同学们说得很好，那这样是否省功呢？

没有，任何机械都不省功.

师我们能用实验来探究说明吗？

好，下面我们就一起来探究斜面、杠杆、滑轮组的机械效率.

进行新课

知识点1探究简单机械的机械效率

1.探究斜面的机械效率

教师组织学生讨论实验方案、分析实验过程、进行实验、分析数据得结论.通过多媒体展示下列过程：

实验：

探究斜面机械效率（多媒体课件）

（1）提出问题：

斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系？

（2）猜想与假设：

斜面越陡,机械效率越高（或越低）.

（3）探究方案与实验设计：

①实验器材:

表面粗糙的长木板、木块、垫块、弹簧测力计、细线、刻度尺.

②实验设计图：

可参见教材P88图12.3-3测定斜面的机械效率

③实验原理：

η=W有W总=GhFs

④需测物理量：

G、h、F、s

⑤行实验：

改变斜面的倾斜程度，测量斜面较缓、较陡、最陡时的机械效率

（4）收集数据记录表格

（5）分析和论证

（6）评估与交流

教师收集小组在探究实验过程中的数据，让学生交流、评估.

板书：

光滑程度一样的斜面，斜面越陡越费力，机械效率越高;

斜面越缓越省力，机械效率越低.

2.探究滑轮组的机械效率

教师组织学生参照教材P87《实验》中的步骤，设计实验方案、分析实验过程、进行实验、分析数据、出结论.（教师巡视指导,对动手能力弱的同学给予鼓励和帮助，提醒生要正确记录数据）

教师总结：

同一滑轮组的机械效率与升的物重有关，物重越大，效率越高;

机械效率还与动滑轮的个数有，做相同的有用功，动滑轮个数越多，做的额外功越多，机械效率越低.

例题1（多媒体展示）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：

特别提醒：

1.拉动木块上行时拉力要沿着面.

2.拉动木块时使木块做匀速直线运动.

3.改变斜面倾斜程度时，为了保持用功相同，每次木块拉高的高度要相同.

知识拓展：

1.斜面的机械效率不仅与斜面的倾斜程度有关，还与物体和斜面之间的摩擦力有关，斜面越粗糙，摩擦力越大，机械效率越低.

2.斜面的机械效率与提升的物体的重力大小无关.

1.探究杠杆机械效率的装置图.

2.杠杆的机械效率与杠杆自重和摩有关.杠杆越重，额外功就越大，在有用功相同时，机械效率低.

（1）实验时，应沿竖直方向拉动弹簧测力计；

（2）第2次实验中，拉力做的总功是J，滑轮组做的有用功是J，滑轮组的机械效率η=.

（3）由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是.

解析：

在探究滑轮组的机械效率时，用弹簧测力计提升重物时应沿竖直方向匀速地拉动物体上升，拉力做的功为总功，对重物做的功为有用功，滑轮组的机械效率为

所以第二次的总功

=2.4N×

0.3m=0.72J,第二次做的有用功为

机械效率为η=W有W总=0.6J0.72J≈83.3%，通过两次实验比较可得出，滑轮组所提升

的钩码重不同，机械效率不同，钩码越重，机械效率越高.

答案：

（1）匀速

（2）0.720.683.3%（3）钩码重不同

知识点2如何提高机械效率

现代社会是讲求效率的社会,时时\,事事\,处处都追求高效率,以尽可能少的消耗资源,取得尽可能多的效益.“优胜劣汰”的“优”中，高效率是一个重要内容.从上面探讨分析,我们在使用机械做功时,同样总是希望机械效率能够更高些,那么如何提高机械效率呢?

请大家分小组讨论,并整理各自小组的意见.

生讨论火热进行中.师集中同学们的讨论意见,并总结.

提高机械效率的有效途径:

（1）减轻机械自重;

（2）减小机械间的摩擦（加润滑油）;

（3）情况允许下增加物重.

教学板书

课堂小结

通过本节课的学习，我们进一步熟悉有用功、额外功和总功的具体含义，知道了机械效率并不是一成不变的，还通过实验探究了解了影响斜面、杠杆、滑轮组机械效率的因素，以及提高机械效率的有效方法.

教材习题解答

动手动脑学物理（P88）

1.有没有机械效率为100%的机械？

为什么？

举例说明，通过什么途径可以提高机械效率.

2.一台起重机将3600N货物提高4m，起重机做的有用功是多少？

如果额外功是9600J，总功是多少？

机械效率是多少？

起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？

3.在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处（图12.3-3），沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m.把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率.

1.解答：

没有机械效率为100%的机械，因为使用任何机械都要做额外功，也就是说有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.提高机械效率的主要办法：

改进机械的结构，例如提水时用容积较大而重量较轻的水桶;

按规程进行保养，合理使用以减少摩擦等.

2.解答：

起重机做的有用功是：

=Gh=3600N×

4m=14400J.总功是：

=14400J+9600J=24000J.机械效率：

.起重机提升装货物用的容器所做的功、各部件之间的摩擦做的功等都是额外功.

3.解答：

斜面的机械效率η=Gh/（Fs）=4.5N×

0.3m/（1.8N×

1.2m）=62.5%.

难题

解答

例题2测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示．

（1）实验中要竖直向上拉动弹簧测力计．

（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为．

（3）比较两次实验的机械效率可得出结论：

．这里用到的研究方法是．（填字母）

A．类比法B．控制变量法C．等效替代法

（4）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率（填“变大”“变小”或“不变”）．

（1）如图，弹簧测力计要竖直向上匀速拉动绳子．

（2）如图，物体有三段绳子承担，s=3h，h=0.1m，所以，s=3×

0.1m=0.3m．所以第一次实验中绳自由端上升的距离0.2m是错误的．按s=0.3m代入η=

=Gh/Fs=2N×

0.1m/（1.1N×

0.3m）≈60.6%．（3）第1、2次实验时物体升高的距离相等，使用的是同一个滑轮组，滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高．所以可得出结论同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越大．在探究滑轮组机械效率时，控制物体升高的距离、动滑轮的重、绳重、摩擦等都不变，只是改变提起的物体重，这种方法是控制变量法．（4）由于不计摩擦及绳重，此时滑轮组的机械效率

知识总结：

提高机械效率的方法：

（1）增加有用功在总功中的比例；

（2）减少额外功在总功中的比例.

规律总结：

对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：

（1）杠杆：

其中G为提升重物的重力：

h为重物升高的高度；

F为动力；

s为动力作用点移动的距离.

（2）滑轮或滑轮组：

①提升重物

不计绳重及摩擦

其中G为重物；

为动滑轮的重力；

h为重物上升的高度；

s为绳自由端移动的距离；

n为承担重物的绳子的段数.

，在其他条件相同时，滑轮组的机械效率跟滑轮组的绕法没有关系．

（1）匀速

（2）60.6%（3）同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越大B（4）不变

布置作业：

教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.

教学反思

1.实验探究过程中可以放开思维，让学生大胆质疑，提出各种猜想假设，分组由他们自己设计、进行实验，分析论证、得出结论.教师也可以参与到学生的实验中.充分发挥学生的主动性、积极性，让学生体会到获取知识的乐趣.

2.因为摩擦是影响机械效率的重要因素之一，实验中还可以使用粗糙程度不同的斜面，进一步探究摩擦对机械效率的影响，加深学生对机械效率的认识.

教学过程中老师的疑问：

教师点评和总结：

②水平均匀拉动物体

其中

为物体与水平面间的摩擦力；

F为拉力；

为物体移动的距离；

为绳子自由端移动的距离；

n为承担摩擦力的绳子的段数.

（3）斜面：

①

②

其中G为物重；

h为斜面高度；

L为斜面长度；

F摩为摩擦力.

【素材积累】

1、只要心中有希望存摘，旧有幸福存摘。

预测未来的醉好方法，旧是创造未来。

坚志而勇为，谓之刚。

刚，生人之德也。

美好的生命应该充满期待、惊喜和感激。

人生的胜者决不会摘挫折面前失去勇气。

2、我一直知道，漫长人生中总有一段泥泞不得不走，总有一个寒冬不得不过。

感谢摘这样的时候，我遇见的世界上最美的心灵，我接受的最温暖的帮助。

经历过这些，我将带着一颗感恩和勇敢的心继续走上梦想的道路，无论是风雨还是荆棘。

1、黄鹂方才唱罢，摘村庄的上空，摘树林子里，摘人家的土场上，一群花喜鹊便穿戴着黑白相间的朴素裙裾而闪亮登场，然后，便一天喜气的叽叽喳喳，叽叽喳喳叫起来。

2、摘湖的周围有些像薄荷的小草，浓郁时，竟发出泥土的气息！

仔细看几朵小花衬着绿绿的小草显得格外美丽。

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