【教学目标】 1.知识与技能:了解什么是有用功、额外功和总功;
理解什么是机械效率。
2.过程与方法:通过参与探究活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观:在实验中培养合作精神,养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。
【教学重点】理解机械效率。
【教学难点】有用功、额外功的理解。
【教学媒体】桶、滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺。
【教学方法】启发探究式教学。
【教学过程】
一、新课引入
教师:功的原理是什么?
学生:使用任何机械都不省功。公式表示为: 。
二、新课教学
1.有用功、额外功和总功
出示计算题
学生解题
教师:利用机械做的功是240J,而人直接用手做的功是200J,为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ?
学生:因为使用任何机械都不省功。
教师:一只笨重的铁桶,另一只轻小的胶桶,你会选择什么样的桶将井中的水提起?
学生:轻小的胶桶。
教师:将水提起,你对哪些物体做了功?
学生:对水还有对桶都做了功。
教师:你为什么会选择胶桶?
学生:因为我们的目的是提水,桶是附带提起来的。
教师:我们来学习本节的三个概念:
有用功(W有):对人们有用的、必须要做的功。
额外功(W额):对人们没有利用价值而又不得不做的功。
总 功(W总):有用功加额外功。
2.机械效率
演示实验:用动滑轮提起钩码。
教师:上面那个实验,我们来分析哪些是有用功?哪些是额外功?
学生:提起钩码所做的功是有用功,提起动滑轮所做的功是额外功。
教师:哪些是总功呢?
学生:拉力所做的功是总功。
教师:观看视频,用四种方法将重物提上三楼。对什么物体所做的功是有用功?
学生:对沙子做的功是有用功。
教师:四种方法做了哪些额外功?
学生:第一种方法对人体重和桶重所做的功是额外功,第二种方法对桶重所做的功是额外功,第三种方法对桶重和动滑轮重所做的功是额外功,第四种方法对口袋重和动滑轮重所做的功是额外功。
教师:请同学们计算这四种方法的有用功、额外功和总功。
学生:完成计算。
教师:这四种方法所做的有用功是一样的,都是600J,但所做的额外功不一样,你会采用哪一种?
学生:采用第四种方法,因为第四种方法所做的额外功最少。
教师:这四种方法的效率是不一样的,其中第一种方法最低,第四种方法最高。因此我们引入机械效率的概念。
定义:有用功跟总功的比值。
公式:η=W有用/W总
教师:请计算这四种方法的机械效率各是多少?
学生:第一种机械效率是19%,第四种机械效率是87%。
教师:机械效率越高,浪费就越少。由于总功总是大于有用功,所以机械效率总是小于1。只有在理想情况下,机械效率等于1。
教师:起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?
学生:使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功。
3.提高机械效率的方法
教师:请同学们探讨:如何提高机械效率?
学生讨论、交流
学生:可以减轻机械重力;减少摩擦力,一般加润滑油。
三、巩固练习
学生解答,教师巡视指导
四、课堂小结
教师:这节课我们学了哪些知识?
学生:我们学了:1.功的分类:
有用功:对人们有用的功。
额外功:对人们没有利用价值而又不得不做的功。
总 功:有用功加额外功的和。
2.机械效率:有用功跟总功的比值。