11.3 如何提高机械效率
教学目标
1.知道有用功、额外功和总功的含义,以及它们之间的关系。
2.理解机械效率的概念,会用机械效率的公式进行简单的计算。
3.会测算滑轮组的机械效率。
4.知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的方法和意义。
重、难点
教学重点:有用功、额外功、总功及机械效率。
教学难点:同一机械的效率是可变的。
器材准备
斜面、小车、铁架台、滑轮组、细绳、钩码、弹簧测力计和刻度尺等。
教学过程
一、新课引入
学习和工作要讲究效率,使用机械也要讲效率。那么,什么是机械效率呢?
下面我们就来研究这个问题。
二、新课教学
探究点一 有用功、额外功和总功
日常生活中,人们搬移物体,不是将物体平移到另一个地方,就是将物体从低处搬到高处(或从高处搬到低处)。
演示(a):用动滑轮将该重物从低处匀速移到高处。
交流:这些实验中,如何测算人做功的多少?
分析:利用机械时,所做的功为何多一些?
讨论:哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功?
哪些功是我们不需要但又不得不做的功?
学生经过思考、讨论,可以作答。
分析:教材图11-16(a)、11-16(b)中,哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功?哪些功是我们不需要但又不得不做的功?
在学生回答的基础上,指出“有用功”、“额外功”及“总功”的含义:
1.有用功(W有用):是我们需要的有价值的功。
2.额外功(W额外):对人们既无利用价值又不得不做的功。
3.总功(W总):动力对机械所做的功。
4.总功等于有用功与额外功之和,即W总=W有用+W额外。
(b)分析挖掘机挖掘机搬运泥土
有用功:克服泥土重力所做的功。
额外功(无用功):克服抓斗和机臂重力所做的功,还有克服摩擦力所做的功。
总功( W总):有用功和额外功总和
引导分析分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。
(1)用桶从井中提水、(2)水桶掉进井里把桶捞上来(3)用书包把书背上楼
探究点二 什么是机械效率
讨论:
(1)当你用水桶提水时,有两只大小相同的水桶可供选择,一只是轻质塑料桶,另一只是厚铁皮桶,你选择哪一只水桶?为什么?
(2)当你用滑轮提升一个重物时,你选择哪一种滑轮?为什么?
至此,引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。