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10.5机械效率时 间主备人使用人课 题第五节 机械效率课 型规律概念课 教学目标1.知识与技能能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功；理解什么是机械效率，会用有关公式进行简单的计算；知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义；2.过程与方法通过观察和实验的方法探索使用机械能不能省功；通过实验与讨论，认识提高机械效率的方法；在实验探究过程中，培养学生设计实验、收集实验数据从实验中归纳科学规律的能力。3.情感、态度与价值观通过探究性物理学习活动，使学生体验探究的乐趣；在实验探究过程中，培养学生尊重实验事实和科学态度；知道提高机械效率的实际意义，从而增强节约能源意识。教学重点有用功、额外功、总功、机械效率概念教学和对影响机械效率的因素探究；教学难点在实例中有用功、额外功、总功的确定，对影响机械效率的因素的理解。课 时 1课时教学设想教师：讲授法、例举法；学生：实验探究、问题讨论法。师设置情景和问题，生自主探究，讨论交流，解决问题，获取知识。组织好学生自主探究和讨论活动，寓教于乐，学生在做中学，体验探究的乐趣，充分发挥学生的主体和教师的主导作用，提高学生的参与度，少做额外功，多做有用功，提高课堂效率，构建理想课堂。教学过程教师活动学生活动（一）新课导入：采取情景与问题导入。（2min）1、媒体展示：提升物体2、问题：将物体匀速提上去的各种方法方法中，哪些是有用的功，哪些是没有用但又不得不做的功从而引出机械的三种功？（二）学习目标：（3min）（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（3）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（4）会利用公式W有W总进行有关计算（5）知道提升物体时，有用功与总功的计算方法，会计算机械效率。（6）会测定滑轮组的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。（三）自学指导：（15min）1、有用功、额外功、总功、机械效率的概念：用机械做功间接完成任务为什么要多做功？这部分功对完成任务有用吗？不做行吗？揭示：有用功、额外功、总功的概念例举：举生活中从井中提水的例子请找出有用功、额外功、总功我们把 叫机械效率公式： 2、讨论：的取值范围-总小于1机械效率的强化：出示一些常见的机械的机械效率做为了解，知道使用任何机械，机械效率都小于1探究讨论：用滑轮组提升物体的机械效率与什么因素有关？（1）、 （2）、 （3）、 根据讨论的结果进行实验验证。（四）、当堂检测：（15min）1对完成工作任务无用而又必须做的功叫做_，有用功和额外功之和叫做_。2如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为_，滑轮组的机械效率是_。（绳重和摩擦不计）3如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要_和_；除钩码重外，还要测出的数据有_、_、_；弹簧测力计的拉力方向应_，钩码应_上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将_。4如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以05m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是_J，拉力F是_N。（g取10N/kg）5用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为甲，乙滑轮组的机械效率为乙，则可判定甲_乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为1，第二次提起重为G2的重物（G1 G2），机械效率为2，则可判定1_2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）（五）、小结: （10min）导入既要有激趣性，又要有实用性。媒体展示增添刺激强度，设疑可设置悬念，激发学生的积极性。认真阅读学习目标并理解。媒体展示（滑轮组提升物体的情景）学生分组讨论分组完成实验验证快速完成当堂检测，小组之间讨论并质疑。让学生说出本节课都学到了哪些的知识，有哪些的收获，最后教师根据习题完成情况及学生小结情况回扣知识点进行有指导性的讲解。板书设计 一、有用功、额外功、总功1.有用功：w有用=gh 2.总功：w总=fs 3.额外功：克服摩擦和机械自重所做的功 4.w总=w有用+w额外 二、机械效率1.将有用功与总功的比值叫做机械效率。 2.=w有用/w总100%3.说明：机械效率无单位，常用百分数表示，F2,1=2B. F1F2,12C. F1F2,1=2D. F123、如图所示,拉力F=125N,在10s内将重物匀速提升2m,滑轮组的机械效率是80%.则下列说法正确的是().A. 绳子自由端移动的距离为6m B. 物体重是375NC. 拉力F做的功是250J D. 拉力F的功率为25W4、使用滑轮组提升重物,能提高机械效率的做法是().A. 增加提升高度 B. 增加滑轮的重量 C. 提起更重的物体 D. 三种说法都对5、如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是().A. 对物体做的功是额外功 B. 拉力F做的功是有用功 C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍 D. 增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率6、两个滑轮组如图所示,已知每一个动滑轮的重相同,均为G0,摩擦力和绳重不计,用它们匀速提起同一重为G=5G0的物体时,甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为().A. 6:7B. 7:6C. 5:6D. 5:77、利用机械效率不同的三种机械,分别把同一物体提高相同的高度,若123,则下列关系正确的是().A. W总1W总2W总2W总3C. W总1=W总2=W总3 D. 无法判断 8、下面关于提高机械效率的说法正确的是().A. 减轻机械自重是提高机械效率的唯一方法B. 增大重物提高的高度可以提高机械效率C. 改变绳子的绕法可以提高机械效率D. 在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率二、填空题9. 如图所示,工人利用滑轮组以250N的拉力将400N的水泥匀速提高2m.则此过程中,工人拉力做的功是J;该滑轮组的机械效率是;工人对地面的压力与其重力相比要(选填“大”或“小”).10、在图中,重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N,为使物体匀速移动,必须在绳端加以60N的水平拉力,则滑轮组的机械效率约为;若物体的移动速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功是J.11、如图,用滑轮组提升一重物,物体的质量为500g,钩码在4s内被匀速提升了2cm,已知弹簧测力计的拉力F为2.5N,则提升重物的过程中,拉力F的平均功率为W,滑轮组的机械效率为%。(g=9.8N/kg)三、解答题 12、丹东市政府投入巨资,对七经街实施景观改造.施工中,一工人利用如图所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10m高处,沙重90N,所用的拉力是100N.求:(1)有用功是多少.(2)总功是多少.(3)定滑轮的机械效率是多少.13、建筑工人用如图所示的滑轮组把600N的重物匀速提起来,他拉绳自由端的力F为250N(不计绳重和摩擦),求:(1)这个滑轮组的机械效率是多大.(2)若提起1000N的重物,机械效率为多大. 机械效率参考答案1、【答案】C【解析】=83%,C正确.2、【答案】A【解析】F1=(G+G动),F2=(G+G动),1=,2=,则1=2,A正确3、【答案】A【解析】由图知,绳段数n=3,h=2m,s=nh=32m=6m,A正确;拉力F做功为W总=Fs=125N6m=750J,C错;其功率为P=75W,D错;=100%=100%,则G=,G=300N,B错.4、【答案】C【解析】机械效率与提升高度无关,由=100%=100%=100%可知与h无关,A错;增加滑轮重量只能多做额外功,减小机械效率,B错;提起更重的物体可提高机械效率,C对,D错。5、【答案】D【解析】对物体做功为有用功,A错;拉力F做功为总功,B错;拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍,因为滑轮组由3段绳承担重物,C错;D正桷.6、【答案】B【解析】F1=(5G0+G0)=3G0,F2=(5G0+2G0)=G0,1=100%=100%=100%=,2=100%=100%=,=,所以B正确.7. 【答案】B【解析】把同一物体提高相同的高度,所以有用功相同,则机械效率越高,有用功在总功中所占的比例越高,总功做的越少.因为12W总2W总3.8、【答案】D【解析】减轻机械的自重可以提高机械效率,但不是唯一的方法;增加重物的提升高度和改变绳的绕法都不能提高效率;增加所提重物的物重可以提高机械效率,D正确.9、【答案】100080%小【解析】(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:s=nh=22m=4m.工人拉力做的功:W总=Fs=250N4m=1000J,拉力做的有用功:W有=Gh=400N2m=800J,滑轮组的机械效率:=100%=100%=80%.(2)因工人对地面的压力等于自身的重力减去绳端在竖直方向的分力,所以,工人对地面的压力与其重力相比要小.10、【答案】83.3%2160【解析】=100%=100%=100%=83.3%.物体移动的速度为0.2m/s,则拉绳的速度是其3倍,为0.6m/s,1min内拉绳s=vt=0.6m/s60s=36m.W=Fs=60N36m=2160J.11、【答案】240075160【解析】本题考查压强、机械效率和机械功率的计算。正方体的边长为0.5m,底面积为(0.5m)2=0.25m2。质量为60kg,所受重力G=mg=60kg10N/kg=600N。静止在水平地面上,压力等于重。正方体对水平地面的压强P=2400Pa。从图中可以看出,这个滑轮组有2段绳子承担重力,即n=2。滑轮组的机械效率=75%。物体移动的速度为0.2m/s,则绳端移动的速度为20.2m/s=0.4m/s。拉力的功率P=Fv=400N0.4m/s=160W。12、【答案】(1)、900 J；(2)、1 000 J；(3)、90%.【解析】(1)、W有=G沙h=90N10m=900J. (2)、W总=Fs=100N10m=1000J.(3)、=100%=100%=90%.13、【答案】（1）、80%；(2)、87%【解析】（1）1=100%=100%=100%=80%（2）W1额外=W1总-W1有,G动h=F3h-Gh,G动=3F-G=3250N-600N=150N,2=100%=100%=100%=100%=87%.
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