教案：機械效率

教學(xué)內(nèi)容：機械效率。 授課地點： 　教室 授課教師： 授課時間： �。闭n時 【 教學(xué)目標 】 　　1．知識與技能： 　�。ǎ保� 理解有用功、額外功和總功的含義； 　�。ǎ玻� 理解機械效率的定義及物理意義，會進行相關(guān)的計算； 　�。ǎ常� 知道提高機械效率的意義和主要方法。 　　2．過程與方法： 　　經(jīng)過舉例理解有用功、額外功、總功及機械效率；通過討論，了解如何提高機械效率。 　　3．情感、態(tài)度與價值觀： 　　關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機械的機械效率，具有用機械效率來評價機械的意識。 【 教學(xué)過程 】  教師活動設(shè)計 一、有用功、額外功和總功的概念   觀察教材圖 12-5-1或舉一個具體的例子。機械做功，如起重機將磚塊提升到樓頂，除了克服磚塊重力做功外，也一定同時需要克服裝磚的筐子、滑輪和鉤子等輔助措施的重力做功；此外，由于物體之間總存在摩擦，所以起重機對磚塊做功的同時，或多或少要克服摩擦做功。   起重機提升磚塊做的功是有用功，提升筐子、滑輪、鉤子以及克服摩擦做的功是額外功。有用功和額外功之和叫總功。   用W總表示總功，W有表示有用功， W額表示額外功，它們的關(guān)系是W總=W有+W額 　　舉例提問加深理解有用功、額外功、總功的概念 　　提問，人用水桶從井中提水，有用功、額外功、總功各是什么？ 　　視學(xué)生理解程度可再舉幾個例子。  　　回答：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是額外功；二者之和為總功。  二、機械效率舉例 1.引出機械效率 學(xué)校二樓的墻壞了一個洞，修補的話需要40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要將40Kg 的水泥從一樓搬到二樓�，F(xiàn)在你手上有重5Kg 的鐵桶，重2Kg 的塑料桶，都能裝下40Kg 水泥，你可以叫樓上的同事用鐵桶或者塑料桶把水泥提上去，當(dāng)然也可以自己提上去。 提問：你愿意采取哪種方法？ 回答：叫樓上的同事用塑料桶把水泥提上去。   提問：為什么？  　　　　回答：省力或做的功少。    提問：“做的功少”指的是什么功少？有用功、額外功、還是總功？  　　回答：總功。    提問：三個方法做的總功不同，有用功相同嗎？ 　　回答：相同。  　　2.逐步引導(dǎo)。 　　任何機械所做的有用功只是總功的一部分。有用功所占的比例越大，說明機械的效率越高。物理學(xué)中把有用功跟總功的比值叫做機械效率。 　　機械效率的符號是η，讀作： yita ，常用百分數(shù)表示。 　　說明：η為一比值，沒有單位。   提問：總功又等于有用功和額外功之和，則η又可以表示為什么？   說明：在實際機械中，由于機械重力、摩擦力等等因素的存在，額外功 是一定存在的，即 W額>0 ， 可見η < 100%； 只有在理想機械中，機械重力、摩擦力等等因素可以忽略，這時 W額=0 ， η = 100% 。  　　回答： 三、例題 例題：   如圖利用一個動滑輪把重為400N的貨物勻速提高2m，所用的拉力 F 是250N，求總功、有用功、額外功和動滑輪的機械效率。   教師板演。   解：人做的總功 等于人拉繩子的力 F 乘以在拉力作用下繩子的自由端被拉上去的距離s。人拉繩子的力F=250N，s=2×h=2×2m=4m，h 為貨物提升的高度。 = Fs = 250N × 4m = 1000J   有用功只是克服貨物重力做的功。貨物所受重力 G=400N ，提升高度 h=2m 。則 = Gh = 400N × 2m =800J = - =1000J-800J=200J η = （ W有/W總 ） × 100% =（ 800J/1000J ） × 100%=80% 　　總結(jié)：由例題得知，只要我們知道了總功、有用功和額外功三者中的任意兩個，就可以算出用機械做功過程中的機械效率。  　　學(xué)生思考解答。  四、提出提高機械效率的意義 機械效率表示有用功在總功中所占的比值，機械效率越大，做相同的有用功，需要的總功越少，機械能夠更好地發(fā)揮效用。η的高低是機械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標志之一。   提問： 如何提高機械效率呢？  　　回答：由η = （ W有/ W總） × 100% ==[ W有/(W有 +W額 ) ] × 100% 可以看出 : 在W有 一定時，減少額外功 ；在W額 一定時，增加W有 ，可以提高η。 　　回答：可以采取減輕動滑輪重量以及減少滑輪與繩子之間摩擦的方法。    提問：例題中可以采取什么方法減少？ 　　當(dāng)機械一定時，在可能情況下，增加 ，也可以提高η。 　　提問：例題中怎樣增加？  　　回答：增加被提起貨物的質(zhì)量。  五、與功的原理對比 說明： 一般來說，用機械對物體做功，有用功 是固定的，這時候，機械效率越高，機械需要做的總功就越少，可見，機械效率越高的機械越省功。   提問：這和功的原理中說的“任何機械都不省功”矛盾嗎？  　　回答：不矛盾 ，功的原理說的是使用機械時，人們做的總功，不會少于有用功。  六、課堂小結(jié) 今天我們學(xué)習(xí)了用機械做功過程中總功、有用功和額外功的概念，學(xué)習(xí)了判斷機械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標志之一：機械效率η。通過η的計算公式： η = （ W有/W總 ） ×100% =[ W有/(W有 +W額 ) ]×100% 　　討論了如何提高機械效率的方法。   七、課后作業(yè)  　　學(xué)生活動手冊相關(guān)內(nèi)容。 【 板書 】 機械效率 　　一、 有用功: 　　 　　額外功: 　　　　 總功: 有用功和額外功之和 　　二、 機械效率：η有用功跟總功的比值 　　η = （ W有/W總 ） ×100% =[ W有/(W有 +W額 ) ]×100% 　　η無單位 　 　實際機械 η＜ 100%；理想機械η =100% 　　三、 如何提高機械效率 　　在 一定時，減少額外功 ； 在 一定時，增加 。       參考資料：教科版《教師用書》八年級下及配套光盤。

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