12.3 机械效率

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1、机械效率【教学目标】1、通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。2、理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。3、知道机械效率的物理意义，知道机械效率不可能是100%。4、能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。5、知道提高机械效率的实际意义和方法。【教学重点】理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。【教学难点】测定动滑轮的机械效率。知道提高机械效率的方法。【实验器材】多媒体材料、（动滑轮、钩码、直尺、弹簧测力计30套）【教学方法】实验、

2、探究、讨论、归纳【教学过程】教师活动教学内容学生活动教学媒体引入小明利用动滑轮把木料拉上楼房，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？投影、讲解再探动滑轮：用手通过弹簧秤拉动一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢拉动重为G的钩码。1.分别测出手对绳子的拉力F、手移动的距离S、钩码的重G、和钩码上升的高度h；2.改变钩码的数量，重复上述测量；3.设计表格，将实验数据填入表中。实验分组实验实验表格次数F/NS/mG/NH/mW1JW2/J12提问手拉绳做的功与动滑轮对钩码做的功相等吗？如不等，哪个大？为什么出现这个现象讨论、

3、分析、计算、回答多媒体讲解有用功：（W有）机械对物体所做的功。额外功：（W额）利用机械时，人们不希望做的功。总功：（W总）动力对机械做的功。并且：W总=W额+W有机械效率：（η）有用功跟总功的比值。公式：η=讨论：η<100%并且无单位η高低的物理意义多媒体小结提问动滑轮的机械效率与哪些因素有关？如何提高机械效率？讨论提高机械效率方法思路：1.减少机械之间的各种摩擦。2.增加提起物体的重力。3.减轻动滑轮的重力。……归纳、回答课堂小结……讨论本课主要内容投影布置作业课本P40WWW——1、2例1：用如图所示的滑轮

4、组提起重100N的物体，提高了3m，拉力F是60N，那么该滑轮组做有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？额外功是多少？[分析与解答]使用滑轮组的目的是提升物体，所以滑轮组将重为100N的物体提高了3m所做功的功为有用功。作用在绳子自由端拉力做的功为总功。已知拉力大小为60N，自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m，，，。由可得：。例2：如图所示，物体G=30N，在水平向右拉力F的作用下，以10cm/s的速度在水平面上作匀速运动。已知拉力F=6N，滑轮组在使用时机械效率为80%，则物体受到水平地面的摩擦力大小

5、及5s内拉力F所做功的大小各为多少？[分析与解答]从题意分析，克服地面摩擦力所做的功为有用功，与物体的重力无关，即；绳自由端拉力F所做的功为总功，因动滑轮上有三段绳子，故。由，得，。例3：当打水的水桶不小心落入井里后，要设法将水桶打捞出水井，在打捞起水桶的同时，水桶中剩余的水也被提起。在这过程中，下列说法正确的是（）A、水被提高过程所做的功为有用功B、水桶和桶内的水被提高过程所做的功为有用功C、水桶被提高过程所做的功为有用功D、以上三种说法都不正确[分析与解答]本题所述情景是水桶落到井内，需将水桶捞出来的过程，并

6、不是通常讲的打水。因此将水桶提高所做的功为有用功，而捞起水桶的同时，也将水桶内的水向上提起，这不是目的，因此是额外功，水桶及水桶内剩余水在同时被提高过程中所做的功是人实际做的功，即总功。所以，应选C。例4：完全相同的滑轮，用细绳组装成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计摩擦，比较两个滑轮组工作时的省力情况和机械效率正确的是（）A、甲较省力，甲的机械效率高B、乙较省力，乙的机械效率高C、甲较省力，甲、乙机械效率一样高D、甲较省力、乙的机械效率高[分析与解答]两个滑轮组的省力情况，通过观察滑轮组中的动滑轮由N段绳子提着，

7、很容易作出判断。它们机械效率的高低，通过以下也可以比较出。如图所示，甲中的动滑轮由三段绳子提着，乙中的滑轮由两段绳子提着，所以甲滑轮更省力。设：每个钩码重为G，每个滑轮重为，钩码被提高的高度为h，绳子的自由端移动的距离分别为和。拉力，拉力。甲滑轮组：。乙滑轮组：。，。本题选D。例5：下表是某学生做“测定滑轮组机械效率”实验时的记录数据。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳自由端拉力F/N绳自由端移动距离s/m滑轮组的组成情况机械效率120.110.323.50.21.50.6320.110.443.50.05

8、1.40.2从表格中已填数据回答以下问题（每个滑轮重相等）：⑴滑轮组都是按最简单的情况组装，在表格中填出其滑轮组组装情况（写明滑轮组由几动，几定组成）。⑵填写各次实验时的机械效率于表格中。⑶比较第1、2两次与第3、4两次的实验情况，你能得出的结论是____________________________________________________________。⑷比