高中物理 第1章 功和功率 第4節(jié) 人與機(jī)械課件 魯科版必修2.ppt

第4節(jié)人與機(jī)械 教師備課參考 核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo) 物理觀念1 認(rèn)識(shí)機(jī)械效率 并知道其代表的物理意義 2 理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量 3 了解現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展水平 科學(xué)思維與科學(xué)探究1 讓學(xué)生將生活生產(chǎn)實(shí)際與物理概念相聯(lián)系 通過具體的事例和分析掌握機(jī)械效率及其計(jì)算 2 通過多舉例 從不同角度來研究反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量 使學(xué)生體會(huì)出這兩個(gè)物理量之間無必然的聯(lián)系 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過機(jī)械效率的學(xué)習(xí) 體會(huì)提高機(jī)械效率的重要性 從而提高學(xué)生的效率意識(shí) 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)機(jī)械效率的概念 物理意義及計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn)理解功率和機(jī)械效率的關(guān)系 感悟解題規(guī)律 探尋基本知識(shí) 測評(píng)學(xué)習(xí)效果 探尋基本知識(shí) 樹立物理觀念 知識(shí)點(diǎn)一 功率與機(jī)械效率 情境導(dǎo)學(xué) 如圖所示 一級(jí)方程式賽車裝備了強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī) 其功率最高可達(dá)900馬力 車速最高可達(dá)370公里 小時(shí) 賽車的功率大 說明什么問題 功率大效率一定大嗎 答案 功率大說明發(fā)動(dòng)機(jī)做功快 這是車速快的動(dòng)力源泉 但其效率不一定大 因?yàn)橛杏霉φ伎偣Φ谋壤灰欢ù?知識(shí)梳理 1 機(jī)械效率 1 定義 有用功與總功的比值或有用功率與總功率的比值 2 特點(diǎn) 不考慮摩擦阻力和其他額外阻力的理想情況下機(jī)械效率等于1 實(shí)際情況中機(jī)械效率總 3 意義 表示機(jī)械做功或利用該機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的程度的物理量 2 功率和機(jī)械效率兩者是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量 它們之間沒有必然的聯(lián)系 功率大 表示機(jī)械快 機(jī)械效率高 表示機(jī)械對(duì)總能量的高 小于1 有效 做功 利用率 思考判斷 1 在理想情況下 機(jī)械效率可以大于1 2 有用功增大時(shí)機(jī)械效率一定增大 3 功率的大小和機(jī)械效率沒有關(guān)系 知識(shí)點(diǎn)二 機(jī)械的使用 情境導(dǎo)學(xué) 要行駛一段較長的路程 人們通常選擇一種合適的代步方式 如騎自行車 坐汽車或高鐵等 人們選擇以車代步的目的是什么 答案 既省力又提高速度 使人們更舒適 知識(shí)梳理 思考判斷 1 總功一定 增大額外功可以提高機(jī)械效率 2 有用功一定 減少額外功可以提高機(jī)械效率 3 額外功一定 減少總功可以提高機(jī)械效率 要點(diǎn)一 感悟解題規(guī)律 培養(yǎng)科學(xué)思維 對(duì)機(jī)械效率的理解 1 機(jī)械效率 有用功 額外功及總功的辨析 2 機(jī)械效率與功率 典例1 2016 四川巴中檢測 關(guān)于機(jī)械效率 下列說法正確的是 a 有用功越大 機(jī)械的機(jī)械效率就越高b 額外功越大 機(jī)械的機(jī)械效率就越低c 總功越大 機(jī)械的機(jī)械效率就越低d 有用功與總功的比值越大 機(jī)械的機(jī)械效率就越高 思路探究 1 機(jī)械效率的決定因素是什么 答案 機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素決定 2 機(jī)械效率有關(guān)因素間的關(guān)系是什么 答案 當(dāng)總功一定時(shí) 機(jī)械所做的有用功越多或額外功越少 機(jī)械效率就越高 當(dāng)有用功一定時(shí) 機(jī)械所做的總功越少或額外功越少 機(jī)械效率就越高 當(dāng)額外功一定時(shí) 機(jī)械所做的總功越多或有用功越多 有用功在總功中所占的比例就越大 機(jī)械效率就越高 所以 在分析機(jī)械效率的高低時(shí) 不能只看一個(gè)因素 要全面進(jìn)行分析 d 解析 機(jī)械效率的高低是由有用功 總功兩個(gè)因素決定的 若只分析一個(gè)因素的大小 不能判斷機(jī)械效率高低 選項(xiàng)a b要在總功一定的前提條件下 才是正確的 選項(xiàng)c要在有用功一定的前提條件下 才是正確的 選項(xiàng)a b c只說出影響機(jī)械效率高低的一個(gè)因素 因此無法確定機(jī)械效率的高低 選項(xiàng)d正確 1 對(duì)機(jī)械進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 找出動(dòng)力和阻力 尤其注意分清有用阻力和無用阻力 2 根據(jù)功的公式求解動(dòng)力做的功 總功 有效阻力做的功 有用功 無效阻力做的功 額外功 3 有用功與總功的比值是機(jī)械的機(jī)械效率 規(guī)律方法分析求解機(jī)械效率的步驟和方法 針對(duì)訓(xùn)練1 1 2016 福建福安檢測 電梯載著重900n的貨物 以2m s的速度勻速上升 電機(jī)的輸出功率為1 5 104w 則該電梯的有用功率 效率分別是 a 450w 12 b 1800w 12 c 1800w 10 d 450w 10 b 要點(diǎn)二 機(jī)械的使用和提高機(jī)械效率的方法 1 提高機(jī)械效率的方法 1 減少額外功 在保證機(jī)械能夠安全正常工作的前提下 盡量減輕機(jī)械本身的重力 可減少額外功 通過減少克服摩擦力做功 如加潤滑劑 用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦等 來減少額外功 2 增加有用功 當(dāng)額外功一定時(shí) 在機(jī)械能夠承受并且能夠保證安全正常工作的前提下 盡可能增加有用功 例如 起重機(jī)提起重物時(shí) 盡可能增加每次提起重物的重力 充分發(fā)揮機(jī)械的作用 2 機(jī)械的作用 機(jī)械的發(fā)明與使用 延長 和 強(qiáng)化 了人的四肢 提高了工作效率 改善了人的工作環(huán)境 其中智能化機(jī)械的使用給人類帶來了許多的便利 具有廣泛的應(yīng)用前景 典例2 2016 山東濟(jì)南檢測 如圖所示 不計(jì)任何摩擦 分別用定滑輪 動(dòng)滑輪 滑輪組把同一個(gè)物體勻速升到同一高度 其中機(jī)械效率最高的是 a 定滑輪b 動(dòng)滑輪c 滑輪組d 無法確定 思路探究 此題中分析機(jī)械效率的思路是什么 答案 正確求出繩子上拉力及拉力做的功 明確三種情況下的有用功都是gh a 教師備用 例2 1 多選 如圖所示用滑輪組將重600n的物體勻速提升 如果人用的拉力為250n 則下列結(jié)論中正確的是 a 若將物體提升2m 拉力做功1000jb 若將物體提升1m 裝置所做的有用功為250jc 物體以0 5m s的速度勻速被提升 拉力的功率為375wd 此時(shí)裝置的機(jī)械效率是80 cd 針對(duì)訓(xùn)練2 1 2016 福建福州檢測 分別用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪將兩個(gè)相同的重物提高相同高度 則 a 定滑輪的總功一定大于動(dòng)滑輪的總功b 定滑輪的有用功一定大于動(dòng)滑輪的有用功c 定滑輪的有用功一定小于動(dòng)滑輪的有用功d 定滑輪的有用功一定等于動(dòng)滑輪的有用功 解析 因?yàn)閮蓚€(gè)重物的重力相等 提高的高度相同 由公式w有用 gh知兩者的有用功相等 故選項(xiàng)d正確 b c錯(cuò)誤 在使用動(dòng)滑輪時(shí) 還要把動(dòng)滑輪一同提高 而在使用定滑輪時(shí) 卻不用 所以 定滑輪的總功小于動(dòng)滑輪的總功 故選項(xiàng)a錯(cuò)誤 d 測評(píng)學(xué)習(xí)效果 演練當(dāng)堂技法 1 關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是 a 做功越多 效率越高b 機(jī)械的輸出功率越大 效率越高c 機(jī)械輸出功率與輸入功率的比值大 機(jī)械效率越高d 機(jī)械效率可以大于1 c 解析 由機(jī)械效率的定義可知 只有選項(xiàng)c正確 2 使用動(dòng)滑輪的目的是 a 提升做功的功率b 提高機(jī)械的效率c 可以省力d 可以省功 c 解析 動(dòng)滑輪省力不省功 故選項(xiàng)c正確 3 某機(jī)械的銘牌標(biāo)明 輸入功率 1kw 輸出功率 800w 下列說法中正確的是 a 輸入功率只能是1kwb 該機(jī)械的效率為80 c 該機(jī)械的額外功率