一、教學(xué)目標(biāo)
1、只有掌握了機(jī)械效率公式,才能檢測(cè)臺(tái)車(chē)架的機(jī)械效率,知道提高機(jī)械效率的主要技術(shù)。
2、通過(guò)動(dòng)手檢測(cè)和估算小車(chē)架的機(jī)械效率,提高實(shí)際操作和分析總結(jié)的能力。
3、提高合理提高機(jī)械效率的意識(shí),增強(qiáng)科學(xué)為人類(lèi)服務(wù)的責(zé)任感。
2.教學(xué)重、難度大
【要點(diǎn)】測(cè)量小車(chē)架的機(jī)械效率。
【難點(diǎn)】了解小車(chē)架機(jī)械效率測(cè)試原理。
三、教學(xué)過(guò)程
鏈接1:導(dǎo)出新課程
創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景:我的朋友們今天下午完成作業(yè)花了多長(zhǎng)時(shí)間? 同樣的作業(yè)你們花費(fèi)的時(shí)間不同,所以可以說(shuō)你們的效率是不同的。 所以,在前兩節(jié)中,我們學(xué)習(xí)了一些簡(jiǎn)單的機(jī)械,例如杠桿、滑輪和滑輪架。 例如測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率,講義中的起重機(jī)在使用時(shí)也存在效率問(wèn)題。
第二節(jié):新課程講座
[模塊1]有效工作、額外工作、總工作
提問(wèn)(直接提問(wèn)):不使用機(jī)器直接舉起物體所做的功與使用機(jī)器舉起物體所做的功相同嗎?
班主任示范:用實(shí)驗(yàn)模擬舉起重物,探討使用動(dòng)滑輪是否省力。
1、按照課本上的圖A安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,用彈簧測(cè)功機(jī)將吊鉤以平緩勻速的速度提升到一定高度,估算拉力所做的功。
2、按照課本上圖B安裝實(shí)驗(yàn)裝置,用彈簧測(cè)力計(jì)和動(dòng)滑輪將相同的吊鉤重物平穩(wěn)均勻地提升到同一高度,估算拉力所做的功。
問(wèn):兩個(gè)拉力所做的功相同嗎? 為什么?
師生總結(jié):兩次做的功是一樣的,用動(dòng)滑輪不省工,由此可見(jiàn),用任何機(jī)器都不省工。
請(qǐng)閱讀課文并完成中學(xué)多媒體項(xiàng)目的內(nèi)容。
有用的工作(W 有):為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而必須完成的工作。
額外工作(W 量):必須完成的無(wú)用工作。
總功():有用功與總功之和。 W 總數(shù) = W 有 + W 金額
【模塊2】機(jī)械效率
問(wèn)一個(gè)問(wèn)題(直接提問(wèn)):明確了有用功、附加功和總功后,我們來(lái)思考一下什么是機(jī)械效率? 這兩者有何關(guān)系?
多媒體顯示:用桶從井里提水時(shí),所做的有用功是對(duì)水所做的功,額外功是對(duì)桶所做的功,總功是拉力所做的功。 用水桶從井里提水的機(jī)械效率是多少? 根據(jù)剛剛學(xué)到的知識(shí),中學(xué)生很容易得出結(jié)論,用水桶從井里提水的機(jī)械效率就是對(duì)水所做的功與拉力所做的功之比。 因此,得出有用功與總功的比值稱(chēng)為機(jī)械效率。 班主任講解了概念,并講解了機(jī)械效率的公式。
[模塊 3] 測(cè)量機(jī)械效率
問(wèn)個(gè)問(wèn)題(直接提問(wèn)):為了得到滑輪架的機(jī)械效率,必須求出有用功和總功,那么需要測(cè)量什么數(shù)學(xué)量呢? 使用什么工具進(jìn)行檢測(cè)? 實(shí)驗(yàn)原理是什么?
多媒體展示:班主任利用多媒體展示用滑輪架提起一桶水的畫(huà)面,并引導(dǎo)中學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量吊鉤的重力G和拉力F,并用秤測(cè)量吊鉤的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)之間的距離s以及機(jī)械效率。
。
問(wèn)與答:測(cè)試?yán)r(shí)測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率,應(yīng)以勻速垂直向下驅(qū)動(dòng),過(guò)程中讀取。 實(shí)驗(yàn)采用控制變量法,即保持動(dòng)滑輪重量、繩索重量、摩擦力、提升高度恒定,只改變被提升物體的重量。 進(jìn)行多次檢查以找出實(shí)驗(yàn)的一般規(guī)律。
提問(wèn)(直接提問(wèn)):明確了實(shí)驗(yàn)原理之后,我們來(lái)思考一下具體的實(shí)驗(yàn)步驟?
小組討論:組織朋友討論并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟,選擇最優(yōu)方案并在班上分享,然后確定實(shí)驗(yàn)步驟如下: 1、安裝滑輪架,記錄吊鉤上的重力G以及吊鉤和彈簧測(cè)力計(jì)的位置。
2、輕輕帶動(dòng)彈簧測(cè)功機(jī)使鉤碼上升h,讀取拉力F值,用刻度尺測(cè)量鉤碼上升高度h和彈簧測(cè)功機(jī)之間的距離s并填寫(xiě)表格。
3. 計(jì)算有用功W、總功W、機(jī)械效率η,并填寫(xiě)表格。
4.改變鉤子代碼的數(shù)量,并在里面做兩次實(shí)驗(yàn)。
中學(xué)生操作:中學(xué)生實(shí)驗(yàn),班主任檢查并提醒實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。
問(wèn)題(直接問(wèn)題):三個(gè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的機(jī)械效率是否相同? 剖析您的測(cè)試結(jié)果,看看哪些因素會(huì)影響滑架的機(jī)械效率。
問(wèn)與答:從實(shí)驗(yàn)中可以看出,對(duì)于不同的滑輪架,η的值通常是不同的。 對(duì)于相同滑輪架,物體重量越大,機(jī)械效率越高; 如果物體的重量一定,動(dòng)滑輪越重,機(jī)械效率越低。
[模塊4]提高機(jī)械效率的方法
問(wèn)題(結(jié)合舊知識(shí)):通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)和機(jī)械效率估算公式,如何提高機(jī)械效率?
問(wèn)與答: 1、當(dāng)有用功固定后,內(nèi)部功就減少了。
(1)改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu),使其更加合理、輕便,如:減輕動(dòng)滑輪的重量,減輕鋼絲繩的重量。
(2)經(jīng)常保養(yǎng),按量潤(rùn)滑,減少摩擦。
2、當(dāng)額外功不變時(shí),有用功減少,如減輕物體的重量。
環(huán)節(jié)三:鞏固提升
思考問(wèn)題:與新車(chē)相比,舊車(chē)的效率較低。 當(dāng)用作相同量的有用功時(shí),舊汽車(chē)比新車(chē)消耗更多的燃料并排放更多的廢氣。 想想提升機(jī)械效率的意義?
中學(xué)生回答:提高機(jī)械效率的意義在于節(jié)省燃料、節(jié)省資金、減少污染、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗。
第四節(jié):作業(yè)總結(jié)
小結(jié):班主任總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。
作業(yè):是否存在機(jī)械效率 100% 的機(jī)器? 為什么?
4、黑板設(shè)計(jì)
華圖講師解析