12.3《机械效率》教案 2022-2023学年人教版物理八年级下册

机械效率 教案 班级： 课时： 课型： 一、学情分析 由于数学基础问题，再加上与机械效率有关的问题设计的知识点多，可能给学生计算机械效率带来一定的困难。机械效率是初中物理教学的一个难点，其原因是多方面的。 第1， 涉及到总功、有用功、额外功等较抽象的概念，较难理解； 第2， 学生往往把机械效率的高低与机械省力多少混为一谈，误认为机械越省力其机械效率越高； 第3， 学生往往认为同一机械的机械效率是固定不变的，容易忽视使用条件对机械效率高低的影响，从而产生错误。 二、教学目标 1.理解什么是有用功、额外功和总功；   2.会分析影响滑轮组机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。 三、重点难点 【教学重点】 机械效率。 【教学难点】 测量滑轮组的机械效率。 四、教学过程 【教具准备】铁架台、滑轮、细线、钩码、弹簧测力计等。 第一板块 【创设情境 导入新课】 教师提问：盘山公路虽然省力但是要多绕“冤枉”路。用动滑轮省一半力但是费两倍距离。难道省力的机械一定费距离？ 教师提问：粒粒家买了一批砖头，想要运到二楼，可以直接用绳拉，也可以使用动滑轮或者定滑轮，其中砖重100 N，滑轮重20 N，滑轮与绳间的摩擦力为5 N，在这三种方法中哪种方法最省力？（使用动滑轮最省力） 那么哪种方法做功最少呢？（计算所做的功） 第二板块【合作交流 探索新知】 1.有用功、额外功、总功 计算：W1 = Gh =100 N×3 m =300 J； W2 = Gh +f h =100 N×3 m+5 N×3 m=300 J +15 J = 315 J； W3 = Gh + f h +G轮h =100 N×3 m + 5 N×3 m + 20 N×3 m = 300 J + 15 J + 60 J = 375 J。 W1 < W2 < W3。 由上可知，虽然使用机械能省力或改变作用力方向，但是由于机械自重或摩擦等影响，需要做额外功。 对其中使用动滑轮情况分析：目的是为了将砖块运上楼，克服物体重力做功300 J；这是我们所需要的，叫做有用功。为了达到这个目的，还需要克服动滑轮重力和摩擦力做功，这属于没用但不得不做的功，叫做额外功。有用功和额外功加起来刚好等于所做的总功。 有用功“W有”：对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。 额外功“W额”：克服机械自重和摩擦力所做的无用功，但又不得不做。 总功“W总”：动力对机械所做的功。 W总= W有 + W额。 人们总是希望有用功所占的比例越高越好，为了表示这个比例，物理学中引入了“机械效率”。 2.机械效率 （1）定义：有用功跟总功的比值叫机械效率，用“η”表示。 （2）公式： （3）理解： 机械效率是一个百分数，没有单位。 由于机械都有自重，且部件间存在摩擦力，所以有用功一定小于总功，所以η小于1。 （4）常见机械的机械效率 （5）测量滑轮组的机械效率 实验器材：滑轮组、弹簧测力计、钩码、刻度尺。 实验步骤： ①用弹簧测力计测出钩码重力G； ②安装滑轮组，记下钩码和绳端的位置； ③匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出拉力F，测出钩码上升的高度h和绳端移动距离s； ④改变钩码重力，重复上面实验，记录数据； ⑤改变动滑轮重或增加个数，重复上面实验。 数据处理： 教师提问：如果无法测量钩码上升的高度和绳端移动的距离，该怎么算出机械效率？ 教师点拨：可以用得出。 教师提问：影响滑轮组的机械效率的因素有哪些呢？（G物、G动） 实验结论： ①对于同一滑轮组，钩码重力越大，机械效率越高。 ②对于用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮重力越大，机械效率越低。 理论分析： 在忽略摩擦的情况下，W有= G物h，W额= G动h，则W总= W有+ W额= G物h + G动h。 滑轮组机械效率为。 滑轮组的机械效率主要G物和G动有关，物体越重、动滑轮越轻，机械效率越高。 教师提问：那么怎样才能提高“机械效率”呢？ （6）提高机械效率的方法 ①减小机械自重（使用较轻滑轮）； ②减小机械摩擦（定时润滑）； ③增大有用功（适当增大物重）。 第三板块 【随堂练习 巩固基础】 例1.体重是400 N的小丽同学用重10 N的水桶，提起 重为100 N的水沿楼梯送到6 m高的宿舍里使用，完成这一 次提水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是（　B　） A．600 J，60 J B．600 J，2460 J C．660 J，2400 J D．3000 J，60 J 例2.下列关于功率、机械效率说法正确的是（　B　）A．省力越多的机械，机械效率越大 B．机械做功越快，功率就越大 C．单位时间做功