五、机械效率教案设计（一等奖）

课题

11-5

机械效率

课时

两课时

教

学

目

标

明确机械效率是描述做功效率的物理量。

掌握机械效率的概念，会计算某种简单机械的机械效率。

能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。

知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。

教

学

重

点

与

难

点

重点：机械效率的概念和有关计算

难点：动滑轮的机械效率与哪些因素有关

教

具

动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线

教 学 过 程

第一课时

一、新课导入

1．提出问题：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？

2．怎样探究这个问题？

二、活动：再探动滑轮

1．设计实验方案：用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。

2．为了探究上述问题需要测量的物理量是：手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。

3．改变钩码的数量，重复上述测量。

互动与反馈

请学生发表自己的见解，提出各种方案。

1

4．设计表格，将实验数据填入表中。

实验

手的拉次数

力F/N 1 2 3

手移动距离s/m

钩码重G/N

钩码上升高度h/m

5．分析实验数据：

⑴手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？

⑵哪一个做的功多一些？

⑶你认为产生这一现象的原因是什么？

三、关于机械效率的概念

1．几个基本概念：

有用功W有用_____将重物提升一定高度所做的功

额外功W额外_____克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功

总功W总_____手的拉力对动滑轮做的功

2．三者之间的关系：W总＝W有用＋W额外

3．机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。

即： 机械效率＝有用功100％

总功计算公式： W有用W总100% 4．注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。

第二课时：

四、关于机械效率概念的巩固和计算

例1．下列关于机械效率的说法正确的是 ( ) A. 机械效率可以提高到100％

B．机械效率总小于1 C．功率大的机械，机械效率高

D．机械效率越高，有用功就越多

例2．如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ___________ J．

例3．各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根

边实验边填表。

分析实验误差，指出要使重物重一些，误差就会小一些。

⑴不相等

⑵手拉绳做的功多

⑶有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮。

答：B

2

据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同)，产生额外功最多的应是____图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为_____，由此可判断出_______图的机械效率最大。(g取10N/Kg)

五、讨论影响机械效率的因素及提高机械效率的方法

同一个滑轮或滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高；提起相同的重物，动滑轮越重，或使用动滑轮越多，机械效率越低。

六、课堂练习：

1．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两

次实验，实验数据如下：

请同学根据公式讨论，然后小结。

钩码上升弹簧测力弹簧测力计实验

钩码重

的高度计的示数移动的距离次数

G/N

h/cm F/N s/cm

1 2 10 1.5 20

2 5 5 3.0 10

⑴实验中应 拉弹簧测力计．

⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为 ____ ；

第二次实验时滑轮组的机械效率 （选填“大

于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机械效率．

⑶若不计摩擦，该动滑轮的重为________________。

2．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度s＝3m，现用力F沿着斜面答：F＝900N η＝75％

把重力G=1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦，拉力F为

_____N；若实际拉力F′＝1200N，则该斜面的机械效率是 %

3．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则 ( ) A．Wl=W2 ηl=η2 B．W1=W2 ηl<η2

C. W1η2 D．W1>W2 ηl<η2

4．如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m／s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为________，在2s内拉力F做的功为__________J。

3

七、作业：

课本 P40 1、2 课课练

补充：

1．某工人利用动滑轮在20s内将3000N的物体匀速提高4m，已知这个动滑轮的机械效率是80％，求：

(1)这名工人所做的总功是多少焦? (2)他所做的额外功是多少焦？

(3)他的输出功率是多少瓦?

2．用图示的装置提水，已知动滑轮重4N，桶重6N，桶中的水重50N，摩擦不计，则装置的机械效率为_________。

3．如图所示，用一个动滑轮拉动一个物体A以0.5m／s的速度在水平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是_______J，滑轮的机械效率是_____(不计滑轮重力)。

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