第3节机械效率教学设计第一课时

地区： 广东省 - 湛江市 -

学校：湛江一中培才学校

第3节　机械效率 初中物理       人教2011课标版

1.理解什么是有用功、额外功和总功。

2.理解什么是机械效率。

3.会计算简单机械的机械效率。

4.知道利用滑轮组拉物体时，有用功与总功的计算方法，会计算滑轮组的机械效率。
5.探究影响滑轮组机械效率大小的因素。

大多数学生已经掌握了一定的物理研究方法和能力，同时也应当主意少数同学学习能力不足的现象。所以本节课的学习应当注意以下几点：　　

    1、少一些高难度的理论分析和复杂的多步骤计算，尽量把抽象的知识生活化和形象化,让学生通过生活来理解知识,同时利用知识来解释、指导生产、生活。 　　

    2、适当的梯度和坡度，照顾不同学习能力层次的同学，让所有同学都能够参与学习和思考，有收获。 　　

    3、让学习走向生活，给学生预留一定的不同难度的课后实践探究问题，培养实践能力。 　　

    4、本节教学不能停留在简单的理论分析上，更重要的是结合实验让学生真切的理解机械效率的意义。考验学生的实验探究,创造性、归纳总结、团队合作等多方面的能力。 　

1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；

2、理解机械效率的概念，会利用公式η＝W有／W总进行有关计算。

3、会分析影响滑轮组机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。

1.理解什么是有用功、额外功和总功.

2.理解什么是机械效率.

3.会计算简单机械的机械效率.

1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；

2、理解机械效率的概念，会利用公式η＝W有／W总进行有关计算。

1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；

引导：课文107页中的各种方法都能把沙子运到楼上，同学们由此可以提出什么问题？［总共做了多少功？克服沙子重力做多少功？各种方法做功是否同样多等问题。］

（一）机械效率

1．组织讨论。找出各种方法中的共同点和不同之处。［用不同方法，人所做的功不完全相同，但克服沙子重力所做的功是相 同的。］

2．能区分有用功、 额外功和总功的含义了吗？

人对沙子所做的功是对我们有用的功，叫做有用功。对桶 、口袋所做的功是非我们需要但又不得不额外所做的功，叫做额 外功。有用功和额外功之和叫做总功。

分析：使用任何机械都不可避免地要做额外功，即有用功始终都要小于总功。

3．机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率的公式：

有用功－W有用，总功－W总， 机械效率－η

提出问题：机械效率可以大于100%吗？分析得出：使用机械时会不得不做一些额外功，所 以机械效率必然小于100%。

例题：起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3 m， 而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的机械效率是 多少？

利用左图进行实验，并记录数据:

2、讨论1:为什么使用任何机械的机械效率总是小于1？

点拨1:在使用“理想机械”时，人们利用机械所做的功等于不用机械而直接用手所做的功，即W机=W手。

由于机械都受重力作用，并且部件之间存在摩擦力，所以“理想机械”并不存在，即W机> W手。

点拨2：功、功率和机械效率的关系

（1）由公式W=F s、P=W/t、η=W有/W总可知，功、功率和机械效率之间存在一定的数量关系。

（2）由功、功率和机械效率的定义可知，三者之间不存在决定与被决定的关系。也就是说，机械做功多，功率不一定大，机械效率也不一定高。

例1．（2014•巴中）关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）

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

点拨3：当总功一定时，有用功越多，机械效率高；

当有用功一定时，额外功越小，机械效率高

当额外功一定时，有用功越多，机械效率高。

例2. （2014年福建省泉州）如下图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是(       )

例3、从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N．若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为               。若此人的目的是为了提水，则机械效率为                     ；若此人增加桶中的水，则其机械效率                         （填“变大”、“不变”或“变小”）。

点拨4：要找到一个做功过程中的有用功，我们必须先确定做功的目的，然后才可以确定有用功。若我们做功的目的是为了拉着物体匀速前进一段距离，则有用功W有=W手=F拉 s拉=f摩s物。若我们做功的目的是为了提着物体匀速上升一定高度，则有用功W有=W手=F拉 s拉=G物h物。

例4．（德阳市2014年改编）如图1所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N。

（1）若物体的速度为0.2m／s，则1min内拉力做的功为多少J?

(2)该滑轮组的机械效率为多少？

1.知道利用滑轮组拉物体时，有用功与总功的计算方法，会计算滑轮组的机械效率。
2.探究影响滑轮组机械效率大小的因素。

1、会分析影响滑轮组机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。

1、会分析影响滑轮组机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。

第3节　机械效率

第3节　机械效率

1.理解什么是有用功、额外功和总功.

2.理解什么是机械效率.

3.会计算简单机械的机械效率.

1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；

2、理解机械效率的概念，会利用公式η＝W有／W总进行有关计算。

1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；

引导：课文107页中的各种方法都能把沙子运到楼上，同学们由此可以提出什么问题？［总共做了多少功？克服沙子重力做多少功？各种方法做功是否同样多等问题。］

（一）机械效率

1．组织讨论。找出各种方法中的共同点和不同之处。［用不同方法，人所做的功不完全相同，但克服沙子重力所做的功是相 同的。］

2．能区分有用功、 额外功和总功的含义了吗？

人对沙子所做的功是对我们有用的功，叫做有用功。对桶 、口袋所做的功是非我们需要但又不得不额外所做的功，叫做额 外功。有用功和额外功之和叫做总功。

分析：使用任何机械都不可避免地要做额外功，即有用功始终都要小于总功。

3．机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率的公式：

有用功－W有用，总功－W总， 机械效率－η

提出问题：机械效率可以大于100%吗？分析得出：使用机械时会不得不做一些额外功，所 以机械效率必然小于100%。

例题：起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3 m， 而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的机械效率是 多少？

利用左图进行实验，并记录数据:

2、讨论1:为什么使用任何机械的机械效率总是小于1？

点拨1:在使用“理想机械”时，人们利用机械所做的功等于不用机械而直接用手所做的功，即W机=W手。

由于机械都受重力作用，并且部件之间存在摩擦力，所以“理想机械”并不存在，即W机> W手。

点拨2：功、功率和机械效率的关系

（1）由公式W=F s、P=W/t、η=W有/W总可知，功、功率和机械效率之间存在一定的数量关系。

（2）由功、功率和机械效率的定义可知，三者之间不存在决定与被决定的关系。也就是说，机械做功多，功率不一定大，机械效率也不一定高。

例1．（2014•巴中）关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）

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

点拨3：当总功一定时，有用功越多，机械效率高；

当有用功一定时，额外功越小，机械效率高

当额外功一定时，有用功越多，机械效率高。

例2. （2014年福建省泉州）如下图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是(       )

例3、从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N．若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为               。若此人的目的是为了提水，则机械效率为                     ；若此人增加桶中的水，则其机械效率                         （填“变大”、“不变”或“变小”）。

点拨4：要找到一个做功过程中的有用功，我们必须先确定做功的目的，然后才可以确定有用功。若我们做功的目的是为了拉着物体匀速前进一段距离，则有用功W有=W手=F拉 s拉=f摩s物。若我们做功的目的是为了提着物体匀速上升一定高度，则有用功W有=W手=F拉 s拉=G物h物。

例4．（德阳市2014年改编）如图1所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N。

（1）若物体的速度为0.2m／s，则1min内拉力做的功为多少J?

(2)该滑轮组的机械效率为多少？