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教案:機(jī)械效率

時(shí)間:2023-04-25 20:41:42 教案 我要投稿

教案:機(jī)械效率

教學(xué)內(nèi)容:機(jī)械效率。 授課地點(diǎn):  教室 授課教師: 授課時(shí)間:  1課時(shí) 【 教學(xué)目標(biāo) 】   1.知識(shí)與技能:  。ǎ保 理解有用功、額外功和總功的含義;  。ǎ玻 理解機(jī)械效率的定義及物理意義,會(huì)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算;  。ǎ常 知道提高機(jī)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(jī)械效率;通過討論,了解如何提高機(jī)械效率。   3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:   關(guān)注生產(chǎn)、生活中各種機(jī)械的機(jī)械效率,具有用機(jī)械效率來評(píng)價(jià)機(jī)械的意識(shí)。 【 教學(xué)過程 】  教師活動(dòng)設(shè)計(jì) 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(gè)具體的例子。機(jī)械做功,如起重機(jī)將磚塊提升到樓頂,除了克服磚塊重力做功外,也一定同時(shí)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(jī)對(duì)磚塊做功的同時(shí),或多或少要克服摩擦做功。   起重機(jī)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(gè)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(jī)械效率舉例 1.引出機(jī)械效率 學(xué)校二樓的墻壞了一個(gè)洞,修補(bǔ)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(gè)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(jī)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(jī)械的效率越高。物理學(xué)中把有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。   機(jī)械效率的符號(hào)是η,讀作: yita ,常用百分?jǐn)?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(shí)際機(jī)械中,由于機(jī)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(jī)械中,機(jī)械重力、摩擦力等等因素可以忽略,這時(shí) W額=0 , η = 100% 。    回答: 三、例題 例題:   如圖利用一個(gè)動(dòng)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(dòng)滑輪的機(jī)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(gè),就可以算出用機(jī)械做功過程中的機(jī)械效率。    學(xué)生思考解答。  四、提出提高機(jī)械效率的意義 機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比值,機(jī)械效率越大,做相同的有用功,需要的總功越少,機(jī)械能夠更好地發(fā)揮效用。η的高低是機(jī)械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標(biāo)志之一。   提問: 如何提高機(jī)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(shí),減少額外功 ;在W額 一定時(shí),增加W有 ,可以提高η。   回答:可以采取減輕動(dòng)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(jī)械一定時(shí),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(duì)比 說明: 一般來說,用機(jī)械對(duì)物體做功,有用功 是固定的,這時(shí)候,機(jī)械效率越高,機(jī)械需要做的總功就越少,可見,機(jī)械效率越高的機(jī)械越省功。   提問:這和功的原理中說的“任何機(jī)械都不省功”矛盾嗎?    回答:不矛盾 ,功的原理說的是使用機(jī)械時(shí),人們做的總功,不會(huì)少于有用功。  六、課堂小結(jié) 今天我們學(xué)習(xí)了用機(jī)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(jī)械性能優(yōu)劣、質(zhì)量好差的重要標(biāo)志之一:機(jī)械效率η。通過η的計(jì)算公式: η = ( W有/W總 ) ×100% =[ W有/(W有 +W額 ) ]×100%   討論了如何提高機(jī)械效率的方法。   七、課后作業(yè)    學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)相關(guān)內(nèi)容。 【 板書 】 機(jī)械效率   一、 有用功:      額外功:      總功: 有用功和額外功之和   二、 機(jī)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(shí)際機(jī)械 η< 100%;理想機(jī)械η =100%   三、 如何提高機(jī)械效率   在 一定時(shí),減少額外功 ; 在 一定時(shí),增加 。       參考資料:教科版《教師用書》八年級(jí)下及配套光盤。

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