第4节 机械效率 1.物理观念： （1）知道有用功、总功和额外功。 （2）了解机械效率是衡量机械性能的重要指标。 2.科学思维：结合分析具体实例和实验结果，让学生知道机械效率总是小于1的原因，发展学生的综合分析、归纳推理能力。 3.科学探究：通过实际测量滑轮组的机械效率，让学生经历收集和分析实验数据的过程，培养学生的科学探究能力。 4.科学态度与责任：通过理论结合实验的分析过程，让学生有合理改进机械、提高效率的意识，关注科学、技术、社会、环境方面的问题，认识到提高机械效率的重要性。 1.教学重点： （1）理解有用功、额外功的概念。 （2）理解机械效率的含义。 2.教学难点： （1）测量滑轮组的机械效率。 （2）利用机械效率公式解决实际问题。 小明和小聪以不同的方式搬运沙土，小明直接用手将盛有沙土的小桶从一楼提到三楼，小聪利用了动滑轮将盛有沙土的小桶从一楼提升到三楼，如图所示。你能说说图中两种方法各自的优缺点吗？ 任务一 有用功和额外功 教师活动 学生活动 ［引导］小聪利用了动滑轮提升小桶，我们都知道动滑轮能够省力，那使用动滑轮能够省功吗？ ［演示实验］研究使用动滑轮是否省功。 （1）如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度。 （2）如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。 ［提问］（1）在提升钩码的过程中，每种方法所做的功是否相同？ （2）无论采取哪种方法都必须做的功是对什么做的功？在两种方法中不想做但又不得不做的功分别是什么？ ［总结］为达成工作目的而做的功，叫作有用功，用W有用表示。拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。使用机械时，克服机械本身的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的功，叫作额外功，用W额外表示。总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用＋W额外。 ［注意］使用任何机械都不能省功。 ［记录数据］（1）计算第一次拉力所做的功。 （2）计算第二次拉力所做的功。 ［回答］（1）两次做的功不相同，第二次做的功要多一些。 （2）对钩码做的功是必须做的，对动滑轮和绳子做的功是不想做但又不得不做的。 任务二 机械效率 教师活动 学生活动 ［过渡］为了描述一个机械的性能，在物理学中引入了“机械效率”。有用功跟总功的比值叫作机械效率，如果用η表示机械效率，那么机械效率的表达式为η=。 ［提问］机械效率η能大于或等于1吗？ ［展示例题］起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？（g取10N/kg，结果精确到1%） 借助投屏或板书展示学生的解答过程并讲解。 ［过渡］那么如何测量机械的机械效率呢？ ［实验］测量滑轮组的机械效率。 ［设计实验］要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值。本实验可以测量如图所示滑轮组的机械效率，请根据此实验装置思考：要想知道有用功和总功，需要测量哪些量？ ［提问］（1）由表格中的数据，你还能知道什么？ （2）如何提高滑轮组的机械效率？ ［想想议议］在三次实验中测得的机械效率一样吗？说一说影响滑轮组机械效率的因素有哪些？ ［总结］提高机械效率的方法包括：（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。 ［回答］不能，因为有额外功的存在，所以有用功总是小于总功的，即机械效率总是小于1。 ［解答例题］解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等，F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N，起重机提升重物所做的功是有用功W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104J，起重机的电动机所做的功是总功W总=3.4×104J，因此，起重机的机械效 ... ...
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