【教學設計】 題目：測量滑輪架的機械效率 合肥紅學學校教學目標： 1. 測量滑輪架的機械效率。 2、了解提高機械效率的實際意義和方法，具有合理改進機械、提高效率的意識。 教學重點：滑輪架機械效率的測量過程及實驗數據的收集。 教學難點：實驗數據的歸納、分析與應用。 教學過程：溫故知新 1.有用功、額外功、總功的概念和聯系。 2、機械效率的意義及計算。 3、小車架的特點及裝配。 （一）思考與討論 1、根據公式%，在計算滑輪架吊重物時的機械效率時，如何估算有用功？ 那么需要檢驗什么數學量呢？ 2、臺車架多做功是否容易檢測？ 3.用W total = W + W extra 來衡量總工作量方便嗎？ 計算總功率的其他方法有哪些？ 需要測試哪些數學量？ 4、這個實驗除了小車架還需要什么設備？ (2)開展實驗活動一：測量小車架的機械效率，闡明實驗原理。 確定小車架的機械效率，需要測量哪些數學量？ 提示：可以從機械效率的含義入手，列出實驗設備的選擇。 實驗設備通常有研究對象、測量儀器和輔助設備三類。 本實驗的研究對象是滑輪架，必須選擇鉤碼并熟悉實驗步驟。 (1)如圖所示安裝滑輪架，記錄吊鉤代碼和彈簧測力計的起始位置； (2) 勻速驅動彈簧測力計下降吊鉤代號G，從彈簧測力計上讀取拉力F和彈簧測力計運動的終點位置； (3)用刻度尺測量鉤碼高度h與彈簧測力計之間的距離s； (4)計算有用功W進行實驗并記錄數據。
除了記錄表，實驗表還應該有估算表。 實驗編號 繩索自由端與滑輪架做功的距離W總=FS）滑輪架對重物所做的功W有用/J有用=Gh）機械效率η實驗推導：當使用同一個滑輪架做功時，其所額外做的功是一樣的，當吊起不同的物體時，物體越重，它所做的有用功就越多滑輪組的機械效率測量，機械效率就越高。 當用不同的滑輪做功時，有用功等于提升同一個物體，動滑輪數量越多，額外做功越多，總功越大，機械效率越低。 活動二：斜面機械效率的觀測與計算。 1、實驗推測：（1）你認為節省的勞動量與斜面的傾斜度有什么關系？ (2) 斜面的機械效率與其傾角有何關系？ 2、實驗說明： 實驗原理、實驗過程、實驗數據、實驗推斷滑輪組的機械效率測量，同樣光潔度的斜面越慢越省力，機械效率越低。 3. 課堂總結 提高滑輪架機械效率的方法：減少額外工作：使用輕型滑輪、弦線，減少輪軸摩擦等。 4. 課堂實踐 實驗組在測量實驗中得到的數據滑輪架的機械效率如下表所示，裝置如圖（1）分析表中實驗數據可知，在實驗1中，圖_____做實驗。 實驗二是圖____做的另一個實驗。 (2) 通過對實驗一和實驗二數據的分析，推斷當使用不同的滑輪架提升相同的重量時，動滑輪的數量越多，滑輪架的機械效率如圖所示在圖中。 《滑輪架的機械效率》裝置 (1) 實驗過程中，彈簧測力計必須向下舉起。
(2)同事用圖中的滑輪架做了實驗，記錄的兩組數據如上表所示，有序號的那組是錯誤的。 為什么？ (3)為了提高滑輪架的機械效率，可以采用(次數化學量鉤碼上升高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.81.42.4繩端連接距離s /m0.30.50. 3 機械效率 η74% 57% 83% 拉力 F/N 繩端連接距離 s/m 吊鉤碼上升高度 h/m1. 表示機械效率可以提高到 100% B. 機械效率總是大于1 C. 功率大的機器機械效率高 D. 機械效率越高，有用的功越多 2. 各種機器在使用中產生額外功的原因各不相同 完全一樣，還要根據具體情況具體分析，具體分析下圖三種工作情況（假設滑輪尺寸相同），額外工作最多的應該是____圖.若鉤碼（m=50g）在三種情況下中心提升1m，則機器在每種情況下所做的有用功為_____，因此可以判斷拉圖的機械效率為最大的。 （g取10N/Kg） 3、如圖，小峰用A、B的兩個滑輪將同一桶沙子從一樓地面吊到二樓地面。 滑輪A所做的總功為4。在“動滑輪機械效率的測量”實驗中，用同一個滑輪進行了兩次實驗，實驗數據如下：實驗次數h/ cm sp??ring 測量彈簧測力計 聯通距離 s/cm 101.5203??.010 實驗中應驅動彈簧測力計。 在第一個實驗中測得的滑輪架的機械效率為； 滑輪架的機械效率（選擇“大于”、“小于”或“等于”） 第一次測試的機械效率。 如果不考慮摩擦，就是動滑輪的重量。 一名工人用定滑輪和動滑輪組成的滑輪架（忽略摩擦力和繩索自重），站在地上將400N的貨物以勻速提升4m，持續10s，使用的拉力為250N。 問：（1）畫出滑輪架繩索的纏繞方法。 (2) 這個工人的工作功率是多少？ (3) 此時皮帶輪的機械效率是多少？ (3) 如果舉起 800N 的重物，工人必須使用的最小拉力是多少？