1、机械效率 一、目标导引1、通过实验和讨论知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系;2、理解机械效率的定义及物理意义,会进行相关的计算;3、会测滑轮组的机械效率。4、知道提高机械效率的意义和主要方法。二、探究学习(一)通过实验和讨论知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系学习活动 1:探究实验:使用动滑轮是否省功?1、 用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功。2、 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的高度,再次计算拉力所做的功。这两次拉力所做的功一样吗?为什么?展示评价 1:1、有用功是指,用符号表示;2、额外功是指,用符号表示;3、总功是指,用符号
2、表示;总功、有用功和额外功,它们之间的关系是。(二)理解机械效率的定义及物理意义,会进行相关的计算。学习活动 2:阅读教材,回答下列问题:1、总功、有用功和额外功,它们之间的关系是。2、物理学中把叫机械效率,它的符号是,写作:,常用来表示,机械效率的计算公式是。有用功在总功中所占的比例越大,说明机械效率。3、总功等于有用功和额外功之和,则 又可以表示为。说明: 为一比值,没有单位(目前为止我们所学过的,唯一没有单位的物理量);在实际中,由于机械自重、摩擦等因素的存在,额外功 W 额外 是一定存在的,即 W 额外 0 ,可见 W 有用 W 总 ,所以 100%,只有在理想机械中,忽略机械自重、摩
3、擦等因素时,这时 W 额外 = 0 , = 100% 。机械效率表示有用功在总功中所占的比值,机械效率越大,做相同的有用功,需要的总功越少,机械能够更好地发挥效用。 的高低是机械性能优劣、质量好坏的重要标志之一。展示评价 2:例题:如图利用一个动滑轮把重为 400 N 的货物匀速提高 2 m,所用的拉力 F是 250 N,求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。(三)探究:测滑轮组的机械效率学习活动 3:1、仔细观察右图,如果要将重物提升上去,试着在图中画出两种绕法。2、根据图所示方式组装滑轮组,并进行实验,将实验数据填写在下表,测出有用功和总功,算出机械效率。实验钩码重 G/N钩码提升高度
4、 h/m弹簧测力计拉力 F/N绳子自由端通过的距离s/m承担物重的绳子股数 nW 总/JW 有用 /J 12展示评价 3:分析讨论:(1)在以上的两种方法中,提高相同的重物,滑轮组的机械效率相同吗?(2)影响滑轮组机械效率的因素有哪些?如何提高滑轮组的机械效率?(3)你能否求出动滑轮重?学习活动 4:阅读教材,了解提高机械效率的意义和主要方法。展示评价 4:说出提高机械效率的意义和方法思考:如何提高机械效率?学习活动 5:小结自己学到的知识,并能用语言描述展示评价 5:我本节课的收获是:三、课堂练习1、判断下列说法的对错:(1) 越小,说明机械效率越高 ( )(2)提高机械效率的主要方法是减小
5、额外功。 ( )(3)只要科学技术达到一定的水平,机械效率可以提高到甚至超过 100% ( )2、甲、乙两台机械,甲的机械效率是 80%,乙的机械效率是 60%,则 ( )A使用甲机械做功省力 B使用乙机械做功省力C使用甲机械做的额外功少 D以上说法都不对3、起重机在 20s 内把重物匀速提到楼顶,起重机所做的总功是 4104J,额外功是1.6104J,则起重机做的有用功是 J,机械效率是_,起重机的总功率是_W。4、某同学用动滑轮将重为 500 牛的物体升高 1.5 米,所用拉力 300 牛,则该同学做功中有用功为焦,总功为焦,额外功是焦,动滑轮的机械效率是5、在图所示的滑轮组中,用 110
6、N 的力在 5s 内把重为 200N 的物体匀速提高 2m,则( )A对重物做的有用功约为 550JB滑轮组的机械效率约为 60%C拉力做的总功约为 440JD拉力的功率约为 44W6、如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为 250N 的物体,物体在 10s 内竖直上升了 1m,人拉绳的力为 100N试问:(1)人拉绳子做功的功率为多少?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)动滑轮重多少?(不计绳重和摩擦)答案展示评价 1:1、对人们需要的,有价值的功。W 有用2、其他无实用价值而又不得不做的功 W 额外3、就是有用功和额外功的总和做的功。W 总 W 总 =W 有用 +W 额外展示评价 2:解:(1
7、)W 有用 =Gh=400N2m=800J,(2)由题知,n=2,则 s=2h=4m,W 总 =Fs=250N4m=1000J,W 额外 =W 总 -W 有用 =1000J-800J=200J答:有用功、额外功、总功和动滑轮的机械效率各是 800J、200J、1000J、80%三、课堂练习1、(1)(2)(3)2、D 3、2.410 4;60%2000;4、750;900;150;83.3%5、C6、解:(1)绳子末端移动的距离:s=3h=31m=3m,拉力做功:W 总 =Fs=100N3m=300J,拉力做功功率为:(2)对物体做有用功:W 有 =Gh=250N1m=250J,滑轮组的机械效率:(3)不计绳重和摩擦,W 额 =G 轮 h=G 轮 1m=W 总 -W 有 =300J-250J=50J,G 轮 =50N答:(1)人拉绳子做功的功率为 30W;(2)滑轮组的机械效率为 83.3%;(3)动滑轮重为 50N