第十一 章 机械与功 4．机械效率 教 材 解 读 本节内容是第十一章《机械与功》当中的第4节，教材在本节之前就已经安排了有关于各种简单机械和功的内容，《机械效率》是在此基础上的进一步延伸，也可以说是对上述内容的综合分析和实际应用，体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念，同时它对学生学习和理解热机的效率、太阳能热水器、电动自行车等能量的利用率和转化率等起铺垫作用。所以本节课无论是从课标要求，还是从学生自身发展要求上看都处在一个比较重要的地位。 教 学 目 标 知识与技能 1.理解有用功、额外功和总功的含义。 2.理解机械效率的含义，并会用有关公式进行简单的计算。 过程与方法 1.通过教材观察做功的不同办法，明确使用机械要做额外功。 2.通过实例讨论，认识提高机械效率的主要办法。 情感、态度 与价值观 机械效率反映的是机械做功的性能。 重 难 点 处 理 重点：有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式η＝×100%计算机械效率。本块内容建议由学生从实验中体会感知，由教师进行适当讲解，接着通过实例分析达到理解并应用的目的。 难点：机械效率。建议让学生充分认识相关的物理量，再借助实例分析、实验数据的计算及讨论分析的方法，帮助学生初步理解机械效率，最后再进行例题和习题的训练进行巩固。 合 作 探 究 探究课题：斜面的机械效率。 影响因素：斜面的倾斜程度和粗糙程度。 实验方法：控制变量法。 友情提示：实验时不要用小车，要选用重一些的木块，同时木板的摩擦要大一些，且应尽量做到匀速拉动木块。 得出结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关；摩擦力越小，倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 讨论交流：1.实验时为什么要沿斜面匀速向上拉动木块？(保证测力计示数稳定，便于读数) 2.实验中需要测量哪些物理量？怎样计算总功和有用功？(需测物理量：物体重力G、物体上升高度h、拉力大小F、物体移动距离s ；应用公式：W总＝Fs、W有用＝Gh) 评估归纳：1.利用斜面提升物体时，产生额外功的原因是什么？如何计算额外功？(物体与斜面的摩擦是产生额外功的原因，故W额外＝fL) 2.如何提高斜面的机械效率？(减小摩擦、增大倾角) 典案 导学设计 学点1 有用功和额外功 阅读教材P86，思考： 问题1：对人们来说有用的那一部分功叫做__有用功__，对完成工作任务无用而又必须做的功叫做__额外功__，__有用功__和__额外功__之和叫做总功。 问题2：根据图11－4－1中的信息回答： 图11－4－1 ①人直接提着沙桶上三楼，需要做的有用功是__600__J，额外功是__2520__J，总功是__3120__J。 ②若人站在楼上，用动滑轮把沙桶提上三楼，需要做的有用功是__600__J，额外功是__180__J，总功是__780__J。 ③若将桶改用为重5 N的口袋装沙子，则提沙子的过程中，需要做的有用功是__600__J，额外功是__90__J，总功是__690__J。 学点2 机械效率 (1)阅读教材P87，思考： 问题1：机械效率是__有用功__和__总功__的比值，它可以用公式η＝__×100%__表示。 问题2：由于使用任何机械都会做额外功，所以总会有η__小于__100%。 问题3：用如图11－4－2所示的滑轮组，将重为10 N的物体匀速提升0.1 m，拉力F＝6 N，在这一过程中，此滑轮组的机械效率为__83.3%__。 图11－4－2 问题4：提高机械效率的主要方法是__改进结构__或__减小摩擦__。 (2)进行如图11－4－3所示的实验，并把实验数据记录在下表中。思考： 图11－4－3 次数 钩码 重G/N 钩码上 升高度 h/m 有用功 W有用/J 弹簧测力计 示数F/N 绳子自由端 测力计移动 距离s/m 总功 W总/J 机械效 率η/% 1 4 0.1 0.4 3.2 0.3 0.96 42 2 4 0.1 0.4 2 0.5 1 40 3 6 0.1 0.6 2.4 0.5 1.2 50 问题1： ... ...
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