9.5探究——使用机械是否省功 2023－2024学年北师大版物理八年级下册

五、探究——使用机械是否省功 1．通过探究活动，知道使用任何机械都不省功。 2．通过探究活动，理解机械效率的概念，会利用公式η＝进行计算。 1．经历探究使用机械能否省功的实验过程，培养观察能力，体会实验探究方法。 2．在实验探究过程中，培养学生设计实验、收集分析实验数据、归纳物理规律的能力。 情感、态度与价值观 1．通过探究性物理学习活动，使学生体验探究的乐趣。 2．在实验探究过程中，培养学生尊重实验事实的科学态度。 有用功、额外功和总功。理解机械效率的概念，会利用公式η＝进行计算。 机械效率。 滑轮、钩码、细线、弹簧测力计。 新课引入 【师】如果让你把100 N的沙子运到三楼，图中三种方法，你认为哪种办法最好？哪种最不好，为什么？ 【生】小组内进行讨论，说出自己的观点。 【师】现代社会是讲究效率的社会，在我们上面的“运沙比赛”中我们一致认为第三种方法的效率最高，那么，利用机械做功时，什么是机械效率呢？引入新课。 知识点一　功的原理 阅读教材P112～P113。 【问题与猜想】 问题：使用机械是否能省功？ 猜想：使用机械不能省功。 理由：省力的简单机械要费距离，省距离的简单机械要费力。 【制订计划】 直接用手把重物从低处提到高处测出所做的功W，然后利用简单机械把同一重物提升相同高度，测出利用简单机械提升重物所做的功W′，比较W和W′的大小，得出结论。 【数据记录】 力/N 移动距离/m 力做的功/J F＝ h＝ W＝ F1＝ s1＝ W1＝ F2＝ s2＝ W2＝ F3＝ s3＝ W3＝ 【分析与结论】 分析：利用上述简单机械提升重物所做的功总大于不用机械而直接用手提升重物时所做的功。 结论：使用任何机械都不省功。 归纳总结：理想情况下，不计摩擦和机械自身的重力，W＝W′；考虑摩擦和机械自身的重力，W<W′。 知识点二　机械效率 观察：如图所示。 提出问题：如图，我们怎么区分有用功、额外功、总功？ 归纳总结： 有用功(W有用)：对人们有用的，是必须做的功。 额外功(W额外)：使用动滑轮提升重物时不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦做的功。 总功(W总)：有用功与额外功的总和(动力所做的功)。 提出问题：有用功、额外功、总功之间有什么关系？ 归纳总结：W总＝W有用＋W额外。 提出问题：什么是机械效率？ 归纳总结：(1)我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率。 (2)机械效率(η)的计算公式：η＝。 (3)机械效率一般用百分数表示，由于在使用机械做功时，不可避免要做额外功，所以有用功要小于总功，所以机械效率总是小于1。 知识点三　斜面 观察：如图所示。 提出问题：什么是斜面？ 归纳总结：斜面是与水平面成一角度的平面。 提出问题：斜面是费力机械还是省力机械？ 归纳总结：不计摩擦和机械自身的重力，根据功的原理FL＝Gh，即F＝，在直角三角形中L＞h，所以利用斜面提升重物时，力F小于物体的重力G。斜面是一种可以省力的简单机械。 提出问题：修“盘山公路”的目的是什么？ 归纳总结：修“盘山公路”的目的是在物体的重力和斜面高度不变的情况下增大斜面的长度，可以更省力。 板书设计 一、使用任何机械都不省功 二、机械效率 1．有用功(W有用)：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。 2．额外功(W额外)：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。 3．总功(W总)：有用功与额外功的总和叫总功。 4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。 计算公式：η＝。 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 三、斜面 本节课的内容中学生不好理解有用功和额外功分别该怎样去判断，再一个就是容易将机械概率与功率弄混淆，计算时容易出错。建议教师在上课时注意将有用功和额外功的定义讲清楚，教一些判断技巧给学生；只要有把这个弄清楚了，后面做机械效率的题才不容易出错。 学科网（北京）股份有限公司 $$