滑輪組機(jī)械效率 教案

大關(guān)學(xué)區(qū)九年級(jí)物理示范課滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算專題復(fù)習(xí)教案桐城市大關(guān)初級(jí)中學(xué)胡海燕2018.4.12【中考要求】理解機(jī)械效率的普遍意義，并能根據(jù)公式=W有/W總100%進(jìn)行計(jì)算。其中滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算是簡(jiǎn)單機(jī)械、功、機(jī)械效率等物理知識(shí)的綜合應(yīng)用，此類問(wèn)題涉及有用功、額外功、總功、功率等諸多概念，是初中力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是中考的熱點(diǎn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】 （一）、知識(shí)與技能 1知道有用功、額外功、總功的概念。 2理解機(jī)械效率的普遍意義，并根據(jù)公式計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率。 （二）、過(guò)程與方法 根據(jù)生活事例認(rèn)識(shí)物理知識(shí)，并運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。（三）、情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生勇于將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活。 【重點(diǎn)】理解滑輪組機(jī)械效率，會(huì)計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率。 【難點(diǎn)】有用功、總功和額外功，理解滑輪組的機(jī)械效率，會(huì)計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率。 【教學(xué)過(guò)程】 一、知識(shí)梳理：（微視頻顯示） 1、有用功、額外功、總功有用功：直接對(duì)物體做的功（從滑輪組直接對(duì)物體施加的力處入手）為了達(dá)到目的而必須做的功。W有G物h(或fs)總 功：即有用功與額外功的總和，即 W總=W有+W額動(dòng)力對(duì)滑輪組做的功（動(dòng)力一般為人手處入手）W總FS額外功：人們不需要但又不得不做的功。W額W總W有2、機(jī)械效率： （1）定義：有用功跟總功的比值，用符號(hào)表示 （2）公式： =W有/W總 100%（3）說(shuō)明：機(jī)械效率常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位。由于機(jī)械總會(huì)做一些額外功，有用功總小于總功，因此機(jī)械效率總小于1。（4）意義：機(jī)械效率是衡量機(jī)械做功性能好壞的物理量。二、典例分析（課件展示題目，板書(shū)解題過(guò)程）1、如圖所示的滑輪組提起重力為180N的物體時(shí)，動(dòng)滑輪重10N，小明向下勻速拉動(dòng)繩子，將物體勻速提升了2m，用了10s，則（1）若不考慮摩擦和繩重，此過(guò)程中有用功是多少？額外功是多少？滑輪組的機(jī)械效率又是多少？ （2）若實(shí)際作用在繩端的拉力是100N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？2、如圖所示，用F50 N的力通過(guò)滑輪組水平拉重力為80 N的物體，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中拉力F做功為40 J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60 N，求該滑輪組的機(jī)械效率。(忽略繩子和動(dòng)滑輪的重力)三、課堂提升類型一：利用滑輪組勻速豎直提升物體（板書(shū)公式）（1）當(dāng)忽略摩擦和繩重，只考慮動(dòng)滑輪自重時(shí)由可知：滑輪組的機(jī)械效率的影響因素：1、被提升物體的重力G2、動(dòng)滑輪重G動(dòng)（2）當(dāng)同時(shí)考慮動(dòng)滑輪自重、摩擦和繩重時(shí)，此時(shí)由于物體沿豎直方向被勻速提起，滑輪組做的有用功為W有=Gh,總功為W總FS或W總=W有W額，=W有W總=W有W有+W額100%=11+W額W有100%或=W有W總=GhFs=GhFnh=GnF100%滑輪組的機(jī)械效率的影響因素：1、被提升物體的重2、動(dòng)滑輪的重3、繩重及繩與滑輪間的摩擦類型二：利用滑輪組勻速水平拉動(dòng)物體（板書(shū)公式）用滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí)，拉力F和物體重力G沒(méi)有直接關(guān)系，有用功W有 Gh,有用功時(shí)物體克服與地面之間的摩擦力f 所做的功，物體水平移動(dòng)的距離為s物,則繩子自由端移動(dòng)的距離為ns物，則W有=fs物，W總=Fns物,這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為：=W有W總=fs物Fs繩=fs物Fns物=fnF100%四、分組練習(xí)（導(dǎo)學(xué)案展示）1、如圖所示，用兩個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組，每個(gè)滑輪重為30 N，拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是75%.求：(1)物體的重力是多少？繩的拉力是多少？(2)若物體的重力變?yōu)?50N, 繩的拉力又是多少？此時(shí)機(jī)械效率又是多少？2、如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪重1N，小強(qiáng)用6N的拉力F通過(guò)該滑輪組勻速拉起重10N的物體，物體沿豎直方向上升0.4m此過(guò)程中，額外功和機(jī)械效率分別是多少？ 3、如圖所示，重為500 N的物體與地面間的摩擦力是150 N，為了使物體勻速移動(dòng)，必須在繩端施加60 N的水平拉力，則滑輪組的機(jī)械效率為 多少？五、交流分析（學(xué)生交流、展示學(xué)生的成果）【課堂小結(jié)】一、利用滑輪組勻速豎直提升物體（1）、忽略摩擦和繩重，只考慮動(dòng)滑輪自重（2）同時(shí)考慮動(dòng)滑輪自重、摩擦和繩重=W有/W總=W有/(W有+W額)100%或 =W有/W總=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF100%二、利用滑輪組勻速水平拉動(dòng)物體=W有W總=fs物Fs繩=fs物Fns物=fnF100%【布置作業(yè)】完成導(dǎo)學(xué)案上的【課后練習(xí)】【板書(shū)設(shè)計(jì)】滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算一、知識(shí)梳理二、典例分析1、解：（1）提升物體時(shí)W有=G物h=180N2m=360J因?yàn)樘嵘矬w時(shí)不考慮摩擦和繩重，只對(duì)動(dòng)滑輪做額外功，則W額=G動(dòng)h=10N2m=20J滑輪組的機(jī)械效率為=W有W總=W有W有+W額=360J360J+20J100%=94.7%（2）由于實(shí)際提升時(shí)，需要克服動(dòng)滑輪的重力以及繩重和摩擦做額外功 此時(shí)動(dòng)力對(duì)繩端的拉力F=100N,繩端移動(dòng)的距離S=2h=22m=4m則W總=FS=100N4m=400J此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為=W有W總=360J400J100%=90%2、解：該滑輪組的機(jī)械效率為：=W有W總=fS物FS繩=fS物F2S物=f2F=60N250N100%=60%三、利用滑輪組勻速豎直提升物體（1）、忽略摩擦和繩重，只考慮動(dòng)滑輪自重時(shí)（2）、