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11.3如何提高机械效率

　　教学目标

　　知识与技能

　　1.知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系。

　　2.能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因。

　　3.会利用公式η=W有/W总进行有关计算。

　　过程与方法

　　经历测量滑轮组的机械效率的过程，通过参与探究机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。

　　情感态度与价值观

　　关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神

　　【教学重点和难点】对机械效率概念的理解。

　　【教学方法】综合教学法。

　　【教学仪器】

　　滑轮组、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、相同的钩码和细线等。

　　教学过程

　　一、引入有用功、额外功、总功

　　师:我们学校旁有一座私人住宅正在建造中,现在需把重100 N的沙子运到6 m高的楼上。想想看,有哪些方法,可以把沙子运上去?

　　生:可以把沙子装在桶里或装在袋子里,人提上去;可以用起重机吊上去;还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将沙子运上去。

　　师:同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将沙子运上楼。

　　现在我们选取其中的一种做个模拟实验,请大家讨论。(电脑模拟动画)

　　这是一个利用滑轮组提升沙子的装置图,请观察和思考:

　　1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重?

　　2. 沙子升高h,绳子末端移动的距离s是多少?

　　3. 把重100 N的沙子运上6 m高的楼上,需要做多少功?

　　4. 通过滑轮组,绳子末端用了40 N的拉力将沙子运上去,实际做了多少功?

　　5. 想一想,这两个功为什么不相等?

　　同学发言并总结讨论的结果。

　　生:提沙子上楼时也要把桶、动滑轮提上去,还要对桶和动滑轮做功;另外绳和滑轮之间还有摩擦,也需要做功。

　　师:我们的目的是把沙子运上楼,所以把重100 N的沙子运到6 m高的楼上,无论采取哪种方法都必须做的功,这是有用的功。用滑轮组将沙子运上去,在完成运沙子的同时,还不得不对桶和动滑轮也做了功,此外还要克服各种摩擦做功,这部分对沙子提上楼没有用,但又不得不做的功,是额外功。

　　练习:

　　用桶从井中提水的时候,对( )做的功是有用功,对( )做的功是额外功。

　　如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来的桶带有一些水,这时对桶做的功是( )功,对水做的功是( )功。

　　二、机械效率

　　概念：在物理学中把有用功与总功的比值叫做机械效率，表示为η=W有/W总.

　　1. 学生分组实验(测算滑轮组的机械效率)

　　A.通过一定动滑轮组提升重物，要测量滑轮组的机械效率你需要测量哪些物理量，怎样测量?

　　B.进行实验(多做几次)，并将测得的数据记录在表格中，计算滑轮组工作时的机械效率。

　　C.改变物重G，重复步骤B。

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