第3节机械效率名师教学设计

地区： 四川省 - 乐山市 - 五通桥

学校：乐山市金粟镇初级中学

第3节　机械效率 初中物理       人教2011课标版

1、理解做功的两个必要因素，能运用公式进行功的计算；

2、理解功率的物理意义，能运用公式进行功率的计算；

3、理解机械效率的物理意义，会计算简单机械的机械效率；

4、会设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

对力臂的判断不够准确;对有用功、总功的理解不够透彻;对滑轮组能省几倍力和费几倍

距离掌握较好;对机械效率的计算还需要加强。

1、功、功率和机械效率的计算；2、设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

简单机械和功复习导学案

【教学目标】

1、理解做功的两个必要因素，能运用公式进行功的计算；

2、理解功率的物理意义，能运用公式进行功率的计算；

3、理解机械效率的物理意义，会计算简单机械的机械效率；

4、会设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

【学情分析】

对力臂的判断不够准确;对有用功、总功的理解不够透彻;对滑轮组能省几倍力和费几倍

距离掌握较好;对机械效率的计算还需要加强。

【重点难点】

1、功、功率和机械效率的计算；2、设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

【课前预习】

                定义：                                                     

                            做功的两个必要因素：                                       

1、功（W）——做功的多少    几种不做功的情况：                                         

                            功的计算公式：                                              

                            功的单位：                                                

                              定义：                                                      

                              物理意义：                                                

2、功率（P）——做功的快慢    功率的计算公式：                                        

                              功率的推导公式：                                        

                              功率的单位：                                             

                                 定义：                                                

                                 机械效率的计算公式：                                  

3、机械效率(η)——做功的效率    影响滑轮组机械效率的因素：                           

                                 用滑轮组提升重物：W有用＝      ，W总＝      ，η＝     

                                 用滑轮组平移重物：W有用＝      ，W总＝      ，η＝     

【合作探究】

俯卧撑是一项常见的体育活动。如图，小明重600N，1min内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高

50cm。小明身体可视为杠杆，O为支点， 为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。求：

(1)地面对手的支持力；

(2)若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；

(3) 1min钟内小明所做的功；

(4)小明做功的功率。

2、某小组在测滑轮组的机械效率时得到的数据如下表所示，实验装置如图。

         实验次数

物理量

l

2

3

钩码重G／N

4

4

6

钩码上升高度h／m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F／N

1.8

1.4

2.4

绳端移动距离s／m

0.3

0.5

0.3

机械效率η

74％

57％

83％

甲　　　乙

(1)从表中数据可分析出实验1是用     图做的实验，实验2是用      图做的实验。

(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个

数越多，滑轮组的机械效率    　　　　    。

(3)比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组， 　　　　   可以提高滑轮组的机械效率。

3、用如图实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹

簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为        N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为        ，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、

B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数

钩码

悬挂点

钩码总重

G/N

钩码移动距离

h/m

拉力

F/N

测力计移动距离

s/m

机械效率

η/%

1

A点

1.5

0.10

0.7

0.30

71.4

2

B点

2.0

0.15

1.2

0.30

83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：     ；请简要说明两条理由：①                         ；②                       。

物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力F为50N，物体向左移动了2m，物体与地面间的摩擦力为120N。求：⑴滑轮组对物体做的功；⑵拉力F做的功；⑶滑轮组的机械效率。

F

【课堂反馈】

1、如图，定滑轮重2N，动滑轮重1N。在拉力F作用下，1s内将重8N的物体A沿竖直方向匀速提高0.2m。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（     ）

A、绳子自由端移动速度为0.6m/s

B、滑轮组的机械效率为80%

C、拉力F的功率为1.8W

D、拉力F的大小为5N

2、下列实例中，力对物体没有做功的是（     ）

A、起重机吊起重物                 B、马拉车，车未动

C、跳水运动员从跳台跳下           D、举重运动员，将杠铃举起

3、登楼梯比赛时，李明同学从一楼登上五楼，共用了12s，他登楼时的功率最接近（      ）

A、500W         B、100W        C、50W       D、10W

4、功率相同的两辆汽车，各自在水平公路上做匀速直线运动，汽车甲在半小时内行驶15km，汽车乙在2min内行驶1200m，则 （     ）                                                        

A、两车牵引力之比为5︰6            B、两车发动机做功之比为1︰1

C、两车速度之比为1︰1              D、两车所受阻力之比为6︰5

5、关于机器的功率，下列说法中正确的是（     ）

A、机器的功率越大，做功越多         B、机器的功率越小，做功越慢

图1

C、机器的功率越小，机械效率越低     D、机器的功率越大，做的有用功越多

6、如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s。

（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？

（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上,用如图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）

图2

A       B         C         D

F

F

F

F

7、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m。

（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？

（2）汽车牵引力所做的功和功率是多少？

8、如图所示是起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4×104N的吊板匀速提高10m。已知拉力F为104N。则这个过程中：

（1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？（2）滑轮组的机械效率多大？

9、如图16为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。    

（1）实验时要          、         拉动弹簧测力计；

（2）由图可知拉力大小为        N；

（3）若钩码上升的高度为0.1m，所做的有用功是        J；

（4）该滑轮组的机械效率为             。

【学后反思】

【课后作业】 试题研究对应作业。

第3节　机械效率

第3节　机械效率

简单机械和功复习导学案

【教学目标】

1、理解做功的两个必要因素，能运用公式进行功的计算；

2、理解功率的物理意义，能运用公式进行功率的计算；

3、理解机械效率的物理意义，会计算简单机械的机械效率；

4、会设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

【学情分析】

对力臂的判断不够准确;对有用功、总功的理解不够透彻;对滑轮组能省几倍力和费几倍

距离掌握较好;对机械效率的计算还需要加强。

【重点难点】

1、功、功率和机械效率的计算；2、设计实验估测人的功率和滑轮组的机械效率。

【课前预习】

                定义：                                                     

                            做功的两个必要因素：                                       

1、功（W）——做功的多少    几种不做功的情况：                                         

                            功的计算公式：                                              

                            功的单位：                                                

                              定义：                                                      

                              物理意义：                                                

2、功率（P）——做功的快慢    功率的计算公式：                                        

                              功率的推导公式：                                        

                              功率的单位：                                             

                                 定义：                                                

                                 机械效率的计算公式：                                  

3、机械效率(η)——做功的效率    影响滑轮组机械效率的因素：                           

                                 用滑轮组提升重物：W有用＝      ，W总＝      ，η＝     

                                 用滑轮组平移重物：W有用＝      ，W总＝      ，η＝     

【合作探究】

俯卧撑是一项常见的体育活动。如图，小明重600N，1min内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高

50cm。小明身体可视为杠杆，O为支点， 为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。求：

(1)地面对手的支持力；

(2)若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；

(3) 1min钟内小明所做的功；

(4)小明做功的功率。

2、某小组在测滑轮组的机械效率时得到的数据如下表所示，实验装置如图。

         实验次数

物理量

l

2

3

钩码重G／N

4

4

6

钩码上升高度h／m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F／N

1.8

1.4

2.4

绳端移动距离s／m

0.3

0.5

0.3

机械效率η

74％

57％

83％

甲　　　乙

(1)从表中数据可分析出实验1是用     图做的实验，实验2是用      图做的实验。

(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个

数越多，滑轮组的机械效率    　　　　    。

(3)比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组， 　　　　   可以提高滑轮组的机械效率。

3、用如图实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹

簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为        N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为        ，请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、

B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数

钩码

悬挂点

钩码总重

G/N

钩码移动距离

h/m

拉力

F/N

测力计移动距离

s/m

机械效率

η/%

1

A点

1.5

0.10

0.7

0.30

71.4

2

B点

2.0

0.15

1.2

0.30

83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：     ；请简要说明两条理由：①                         ；②                       。

物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力F为50N，物体向左移动了2m，物体与地面间的摩擦力为120N。求：⑴滑轮组对物体做的功；⑵拉力F做的功；⑶滑轮组的机械效率。

F

【课堂反馈】

1、如图，定滑轮重2N，动滑轮重1N。在拉力F作用下，1s内将重8N的物体A沿竖直方向匀速提高0.2m。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是（     ）

A、绳子自由端移动速度为0.6m/s

B、滑轮组的机械效率为80%

C、拉力F的功率为1.8W

D、拉力F的大小为5N

2、下列实例中，力对物体没有做功的是（     ）

A、起重机吊起重物                 B、马拉车，车未动

C、跳水运动员从跳台跳下           D、举重运动员，将杠铃举起

3、登楼梯比赛时，李明同学从一楼登上五楼，共用了12s，他登楼时的功率最接近（      ）

A、500W         B、100W        C、50W       D、10W

4、功率相同的两辆汽车，各自在水平公路上做匀速直线运动，汽车甲在半小时内行驶15km，汽车乙在2min内行驶1200m，则 （     ）                                                        

A、两车牵引力之比为5︰6            B、两车发动机做功之比为1︰1

C、两车速度之比为1︰1              D、两车所受阻力之比为6︰5

5、关于机器的功率，下列说法中正确的是（     ）

A、机器的功率越大，做功越多         B、机器的功率越小，做功越慢

图1

C、机器的功率越小，机械效率越低     D、机器的功率越大，做的有用功越多

6、如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s。

（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？

（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上,用如图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）

图2

A       B         C         D

F

F

F

F

7、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m。

（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？

（2）汽车牵引力所做的功和功率是多少？

8、如图所示是起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4×104N的吊板匀速提高10m。已知拉力F为104N。则这个过程中：

（1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？（2）滑轮组的机械效率多大？

9、如图16为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。    

（1）实验时要          、         拉动弹簧测力计；

（2）由图可知拉力大小为        N；

（3）若钩码上升的高度为0.1m，所做的有用功是        J；

（4）该滑轮组的机械效率为             。

【学后反思】

【课后作业】 试题研究对应作业。