二、机械效率教案1

认识机械效率

【学习目标】

1．知道有用功、额外功和总功的含义以及三者之间的关系。

2．理解机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、什么是额外功、什么是总功，会计算机械效率。

重点难点：

1．有用功、额外功和总功。

2．理解机械效率的概念，会利用公式进行有关的计算。

学习内容一：有用功、额外功和总功

学习指导：阅读课本P85至P86上面文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟读有用功、额外功和总功定义。

【自学检测】

1．做功的两个必要因素是①有作用在物体上的力、②物体在此力的作用下通过一段距离。功的计算公式是：W＝Fs。

2．根据自己的理解填空：

有用功：在工作时，对人们有用的功，用符号W有表示。

额外功：在工作时，对我们无用而又不得不做的功，用符号W额表示。

总功：有用功与额外功之和，也叫动力功，用符号W总表示。

有用功、额外功和总功之间的关系是：W总＝W有＋W额

【合作探究】教师巡视督促指导

1．教师演示P85实验：使用动滑轮是否省功。表格如下：

被测物

理量

次数

物重

G/N 物体被

提升高

度h/m 拉力

F1/N 沿拉力

方向移

动的距

离S/m 钩码的重

力做功

W1/J

拉动绳

子的力

做功

W2/J

第一次

第二次

第三次

分析：实验中克服钩码的重力做的功是有用功，拉动绳子的力做的功是总功，比较表中5、6两列数据得出：使用滑轮提升重物时做的功比直接提升重物做的功要多，原因是：我们还要克服动滑轮的自重和摩擦力多做一部分功，这部分功属于额外功。

结论：使用动滑轮不能(“能”或“不能”)省功。

2．有同学认为：克服摩擦做的功都属于额外功。谈谈你的看法：

在图中画出物块受力示意图并讨论分析：

如果用大小为F的力匀速向左拉动滑轮组，使物块移动的距离为S物，物块受到的地面摩擦为f，则此时有用功是克服物块与地面之间的摩擦做的功，大小等于W有＝f·S物，动滑轮绳子段数n＝3，总功是拉物块运动过程中作用在自由端的力F做的功，大小等于W总＝F·3S物

总结：竖着提物体克服机械自重和摩擦做功才属于额外功，横着拉物体时克服物体与地面摩擦做的功是有用功。

【展示交流】教师掌握情况

【精讲点拨】

有用功是对我们有用必须做的功(直接对物体做的功)，通过机械提升物体做的功是总功，使用机械时，会克服机械的自重或摩擦做一部分功属于额外功。

【即时练习】

1．用水桶从井中提水时，所做的有用功是对桶中的水做的功，额外功是对桶做的功，总功是作用在桶上的拉力做的功。

2．如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是对桶做的功，额外功是对桶中的水做的功，总功是作用在桶上的拉力做的功。

3.

一个工人用如图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力为600N，物体上升了1m，不计绳重和摩擦。

求：(1)有用功；(2)总功；(3)额外功。

解：(1)有用功W有用＝Gh＝2000N×1m＝2000J (2)总功W总＝Fs＝600N×1m×4＝2400J (3)额外功W额＝W总－W有用＝2400J－2000J＝400J 学习内容二：机械效率

学习指导：阅读课本P86文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，记住机械效率的计算公式

【自学检测】

1．①有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？(没有) ②用不同的简单机械做功，完成相同有用功时所做的总功是否相同？为什么？(不同，因为额外功不同) ③额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？(额外功在总功中占的比例越少越好) ④一定的总功中，额外功少意味着什么？(有用功多) 2．物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用符号η表示，读作aita。

3．机械效率的计算公式：η＝W有用/W总。

4．利用滑轮组做功时，不可避免地要做__额外__功，所以滑轮组的机械效率总是小于1。

5．起重机的机械效率是40～50%，抽水机的机械效率是60～80%。

【合作探究】教师巡视指导

一、如图所示，工人师傅用三种方法将100N的沙子提到三楼去。请根据图中所提供信息计算填表：(绳与滑轮摩擦不计，不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋间距)：

提升

方法

有用功

W有

总功

W总

额外功

W额

机械效

率η

①

②

③

这三种方法做的有用功相等(填“相等”或“不相等”)，其中机械效率最高的是方法③(填表格中的序号)。

二、写出“学习内容一”中“合作探究2”滑轮组的机械效率表达式η＝(f·S物)/(F·3S物)＝f/(3F物)。

【展示交流】教师掌握情况

【精讲点拨】

机械效率用百分数表示，没有单位。

机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关。

【即时练习】

1．用动滑轮提升重物的机械效率为75%，它表示(D) A．若作用在动滑轮上的动力是100N，则物重是75N B．若重物是100N，则动力是75N C．若动力做功是100J，则额外功是75J D．若动力做功是100J，则有功用是75J 2．用一个重为100N的动滑轮提起一个重为500N的物体(不计摩擦)，这时的拉力为300N，动滑轮的机械效率为83.3%；若用这个动滑轮提升重为1000N的物体，拉力为550N，动滑轮的机械效率为90.9%。

3．课本P88第1和2题

【当堂练习】见训练案基础部分。