初二下學期物理教案

  老師們通過制定一份教案設計,可以使教學方式有所提升。下面是小編收集整理關於以供大家參考學習。

  設計:

  教學目標

  1.1 知識與技能:

  o明確有用功、額外功、總功的概念

  o知道機械效率的意義

  o機械效率的公式及應用

  o測滑輪組的機械效率

  測斜面的機械效率

  1.2過程與方法:

  ①通過師生互動,讓學生理解有用功、額外功、總功。理解功的計算公式,知道功的原理和概念。

  ②培養學生的觀察能力。

  1.3 情感態度與價值觀:

  ①培養學生嚴謹的科學態度 ②培養學生的科學世界觀。

  教學重難點

  2.1 教學重點 有用功、總功、額外功的概念;機械效率的計算和怎樣提高機械效率

  2.2 教學難點 機械效率的計算和怎樣提高機械效率

  教學工具

  多媒體裝置

  教學過程

  6.1 引入新課

  【師】我國的許多農村都沒有自來水,人們為了食用水,要從井中打水,在從井中提水上來的過程中,人們對哪些物體做了功?

  【生】水桶、滑輪

  【師】這些功都是人們希望做的嗎?對誰做的功才是有用的呢?

  【師】下面我們進行這樣的一個實驗來看看:

  以動滑輪為例,比較手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功。

  設計方案:

  需測量的物理量和使用工具:

  【師】實驗中需要注意哪些點?

  【生】

  測拉力時,應勻速拉動彈簧秤。

  還有繩自由端的拉力方向以豎直向上為宜,若方向向下,操作、讀數均不方便。

  【師】接下來自己設計表格,進行多次實驗,將實驗資料填入表格。

  得出結論:手拉繩做的功與動滑輪對重物做的功是_______等或不等的。

  結合我們課堂剛開始的提問,在上面的活動中,將鉤碼提升至一定的高度是我們的目的,所做的功叫做有用功,記作:W有用;在使用動滑輪提升重物時,需克服摩擦力作功,還要克服動滑輪的重力做功,這部分功雖然並非我們所需要的,但又不得不做,我們將它們叫做額外功,記作:W額外;如果把手的拉力即動力對動滑輪做的功叫做總功,

  6.2 新知介紹

  一、有用功、額外功、總功

  【師】上面我們已經介紹了有用功和額外供的定義了。那麼接下來,為了熟悉有用功、額外功和總共的概念,我們來看這樣的案例。

  案例:

  小明家最近買了一處新樓房,家在三樓。想把洗手間、廚房裝修一下,需把沙子運到三樓。請同學們根據需要,選擇器械幫助小明家解決這個問題,看看哪個小組選的辦法最好?

  如圖所示的三種方法供參考:第1種是人直接提著沙子上樓;第2種是把沙子放進桶裡,人通過動滑輪把沙子拉上樓;第3種是把沙子放進質量較小的袋子裡,人通過動滑輪把沙子拉上樓。

  【師】請學生髮表自己的見解,提出各種方案。並對各個方案進行討論,比較優缺點。

  【生】經過討論。第一種方法太不方便。第三種方法最好,因為它比第二種方法用的力小。提升相同高度做的功少。

  有用功和額外功、總功

  【師】結合用動滑輪提升沙子,請同學們觀看提沙子過程的視訊。思考:

  ①在把沙子從一樓運上三樓的過程中,每種方法中各對哪些物體做了功?

  ②無論他採取哪種方法都必須做的功是他對什麼做的功?

  ③在幾種不同的方法中他不願做但又不得不做的功分別是什麼?

  【板書】

  一般來說,

  有用功:機械對外所做的功

  額外功:機械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功

  總功:動力對機械所做的功。

  總功等於有用功與額外功之和。

  【師】前面實驗中,正如各位同學所想的,第三種方法最好,因為第三種方法做的額外功最少,總功最少。

  【師】現在大家討論:不使用機械直接提升物體做的功,與使用機械提升物體做的功一樣嗎?手拉繩做的功與動滑輪對沙子做的功相等嗎?如果通過實驗探究這個問題?

  設計實驗方案:用手通過一隻彈簧測力計拉一個動滑輪,沿豎直方向勻速緩慢提起重為G的鉤碼。

  為了探究上述問題需要測量的物理量是:手對繩的拉力F、手移動的距離s、鉤碼的重力、鉤碼上升的高度h。

  改變鉤碼的數量,重複上述測量。

  設計表格,將實驗資料填入表中。

  實驗資料:

  【師】

  ①手拉繩所做的功與動滑輪拉鉤碼所做的功是否相等?

  ②哪一個做的功多一些?

  ③你認為產生這一現象的原因是什麼?

  分析實驗誤差,指出要使重物重一些,誤差就會小一些。

  【生】回答問題:

  ①不相等

  ②手拉繩做的功多

  ③有摩擦,在提起重物時還要提起動滑輪。

  二、機械效率

  【師】工作中,我們總是希望額外功越少越好;也就是有用功在總功中所佔的比例越大越好。在物理學中,用機械效率表示有用功在總功中所佔的比例。

  注意:對於實際機械,由於總是有額外功存在,η<1。

  【生】學生討論:

  1.機械效率有單位嗎?

  2.為什麼機械效率沒有大於1的?

  3.用小數和百分數來表達機械效率,你認為那種表達更好?

  通過多媒體展示例題:

  利用如圖2所示的滑輪組,在F=80N的拉力作用下,將一個重為180N的物體勻速舉高1m,繩重、摩擦不計。

  求:總功、有用功、額外功和滑輪組的機械效率。

  【師】如何測量滑輪組的機械效率;

  通過實驗,探究機械效率的求法:

  1.實驗原理:

  2.器材:刻度尺、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、甲、乙兩個滑輪組、長約2m的細繩。

  3.步驟:

  ①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G並填入表格。

  ②分別記下鉤碼和彈簧測力計的位置。

  ③緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,讀出拉力F值,用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s,將這三個量填入表格。

  ④算出有用功W有用、總功 W總功、機械效率η並填入表格。

  實驗次數

  【師】實驗結論:

  1.動滑輪重一定,物重越大,機械效率高。

  2.物重一定,動滑輪越重,機械效率低。

  討論:如何提高滑輪組的機械效率?

  【生】得出:

  提高滑輪組的機械效率的主要方法有:儘可能地增加物重,減小動滑輪重,減輕繩重和滑輪轉軸處的摩擦

  三、提高機械效率的方法

  1、提高機械效率的意義:減少能耗,降低生產成本。

  2、

  當W有一定時,減少W額,可提高效率.比如影響滑輪組效率的因素有:動滑輪和繩重;繩與輪之間的摩擦.所以,我們可以使用輕質材料做動滑輪或儘量減少動滑輪的個數;還可通過加潤滑油來減少軸處的摩擦及使用較細的繩子等措施,以此來提高它的效率.

  當W額一定時,增加W有,可適當提高機械效率.比如,對於同一滑輪組額外功不變,增加所提物體的重, 就會越大,機械效率就會越高.

  總之,提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。對於滑輪組而言,要提高效率,可增加有用功的同時儘量減小額外功.

  四、機械效率的測量

  原理:

  【師】應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。

  器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。

  步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。

  結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:

  ①動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。

  ②提升重物越重,做的有用功相對就多。

  ③摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。

  繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

  五、機械效率與功率的區別

  功率是表示機械做功的快慢,功率大隻表示機械做功快;機械效率是表示機械對總功利用率高低的物理量,效率高只表示機械對總功的利用率高.因此,功率大的機械不一定機械效率高。如內燃機車的功率是4210W,但它的效率只有30—40%;而機械效率高的機械,它的功率不一定就大,如兒童玩具汽車的電動機效率可達80%,但功率只有幾瓦.

  練習題:

  [1]課堂練習

  1、下列說法正確的是 C

  A、機械的功率越大,做功越多

  B、機械的效率越高,做功越快

  C、機械的功率越大,做功越快

  D、有用功越多,機械的效率越高

  2、關於功、功率、機械效率說法正確的是 C

  A、功率越大,做功越快,機械效率越大

  B、做功越少,功率越小,機械效率越小

  C、功率越大,反映做功越快,與機械效率無關

  D、機械效率越大,表明它做的功越多

  3、如圖所示,一物重為G,從斜面的底端A,在拉力F作用下,勻速運動到頂端B,若重物受到斜面的摩擦力為f,斜面的機械效率η,則 C

  A.f=F,η=Gh/FL B.f=F-Gh/L,η=1-Gh/FL

  C.f=F-Gh/L,η=Gh/FL D.f=F, η=1-Gh/FL

  4、某同學做滑輪組機械效率的實驗中,用如圖所示的甲、乙兩滑輪組提升同一重物.若物重為120 N,每個動滑輪重20 N,摩擦及繩重不計.

  1通過計算比較甲、乙兩滑輪組的機械效率;

  2若甲掛的重物為180 N,它的機械效率為多少?通過計算你發現什麼規律?

  答案:機械效率為90%,同一滑輪組,所提重物越重,機械效率越高。