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《12.3 機(jī)械效率》學(xué)案 1課時(shí)
課型：新授課 序號(hào)：20
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能結(jié)合實(shí)例分析，說(shuō)出什么是有用功、額外功、總功，認(rèn)識(shí)三者之間的關(guān)系。
2.說(shuō)出機(jī)械效率的定義、公式，會(huì)解釋機(jī)械效率小于1的原因。
3.記住有用功、總功的計(jì)算公式，會(huì)根據(jù)公式進(jìn)行機(jī)械效率的有關(guān)計(jì)算。(重點(diǎn)、難點(diǎn))
4.會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率；會(huì)根據(jù)測(cè)量的量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表。能說(shuō)出影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素。(重點(diǎn)、難點(diǎn)、考點(diǎn))
主要應(yīng)用點(diǎn)：滑輪組的機(jī)械效率以計(jì)算題、實(shí)驗(yàn)題的形式考查
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
【學(xué)習(xí)任務(wù)一】：有用功、額外功、總功
學(xué)習(xí)要求：正確區(qū)分有用功、額外功、總功
閱讀課本上的圖示,解決好以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.把重100N的沙子運(yùn)上三樓,如果忽略所使用器械的重及摩擦,試計(jì)算需要做功多少
2.按實(shí)際情況考慮,圖中用三種方法把重100N的沙子運(yùn)上三樓,人都要克服哪些物體的重力做功 并分別計(jì)算這些功的大小。
3.你認(rèn)為哪種方法最好 哪種方法最不好,為什么 在做功的時(shí)候,我們總希望______功在總功中占的比例高些.
限時(shí)訓(xùn)練1：關(guān)于機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是( )
A．有用功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高
B．額外功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低
C．總功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低
D．有用功與總功的比值越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高
學(xué)習(xí)小結(jié)：________________________________________________
【學(xué)習(xí)任務(wù)二】：探究滑輪組的機(jī)械效率
學(xué)習(xí)要求：通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，知道影響滑輪組機(jī)械效率的因素和會(huì)計(jì)算機(jī)械效率
如圖2是測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，除了圖中器材外，還需要___________和___________；除鉤碼重外，還要測(cè)出的數(shù)據(jù)有___________、____________、__________；彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向應(yīng)__________，鉤碼應(yīng)___________上升；將圖中鉤碼減少一個(gè)，則滑輪組的機(jī)械效率將__________。
限時(shí)訓(xùn)練2：如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪重1 N，小強(qiáng)用6 N的拉力F通過(guò)該滑輪組勻速拉起重10 N的物體，物體沿豎直方向上升0.4 m．此過(guò)程中，額外功和機(jī)械效率分別是( )
A．0.4 J　83.3% B．0.8 J　91.7%
C．0.8 J　83.3% D．0.4 J　91.7%
變式訓(xùn)練：如圖所示，用一個(gè)長(zhǎng)為1.2 m的斜面將重為45 N的物體沿斜面勻速拉到0.4 m的高臺(tái)上，斜面的機(jī)械效率為60%，則把重物拉上高臺(tái)所做的有用功是________J；物體與斜面間的摩擦力是________N.
學(xué)習(xí)小結(jié)：
三、學(xué)習(xí)總結(jié)（用你喜歡的形式總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，寫(xiě)在下面空白處。提倡用思維導(dǎo)圖或框架圖，時(shí)間3分鐘）
四、學(xué)后檢測(cè)
1.如圖1所示，物重40N，滑輪重10N，用力F勻速向上提起重物時(shí)，拉力F的大小為_(kāi)________，滑輪組的機(jī)械效率是___________。（繩重和摩擦不計(jì)）
2.如圖3所示，物體A的質(zhì)量是100kg，在力F的作用下物體以0．5m/s的速度沿水平方向勻速前進(jìn)。若A與水平面間的摩擦力為物重的1/2，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則5s內(nèi)拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg）
3.如圖所示，重300 N的物體在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了10 s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中．
(1)．繩子自由端移動(dòng)的距離為多少 ？
(2)．物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為多大？
(3)．拉力F的功率為多少？
(4)．有用功為多少？
五、學(xué)后反思
(
8N
1m
2
)學(xué)期總結(jié)
易混知識(shí)對(duì)比：
1、重力與質(zhì)量的區(qū)別和聯(lián)系
　　　 物理量 項(xiàng)目　　　 重力 質(zhì)量
區(qū) 別 符號(hào) G m
概念 由于地球的吸引而使物體受到的力 物體所含物質(zhì)的多少
單位 牛頓(N) 千克(kg)
方向 豎直向下 沒(méi)有方向
性質(zhì) 是地球施加給物體的力，重力的大小隨所在位置的變化而改變 是物體本身的屬性，大小不隨形狀、狀態(tài)、位置的改變而改變
測(cè)量工具 彈簧測(cè)力計(jì) 天平
計(jì)算公式 G＝mg m＝ρV
聯(lián)系 物體所受的重力與它的質(zhì)量成正比，G＝mg或m＝G/g(g＝9.8 N/kg)
2、平衡力與相互作用力的區(qū)別和聯(lián)系
平衡力 相互作用力
相 同 點(diǎn) ① 大小相等 大小相等
② 方向相反 方向相反
③ 作用在同一條直線(xiàn)上 作用在同一條直線(xiàn)上
不同點(diǎn) ① 作用在同一物體上 作用在不同物體上
② 一個(gè)力消失后另一個(gè)力可存在 同時(shí)存在，同時(shí)消失
3、壓力與重力
力 性質(zhì) 產(chǎn)生原因 方向 作用點(diǎn)
壓力(F) 彈力 物體間接觸且擠壓 垂直于接觸面 在被壓物體受力面上
重力(G) 引力 由于地球吸引 豎直向下 物體的重心
4、固體和液體壓強(qiáng)、壓力的計(jì)算
固體 液體
一般情況 先求壓力(水平面上F＝G)再求壓強(qiáng)p＝ 先求壓強(qiáng)p＝ρgh再求壓力F＝pS
特殊情況 柱體對(duì)水平面的壓強(qiáng)p＝ρgh 粗細(xì)均勻容器中的液體對(duì)容器底的壓力等于液體的重力F＝G
5、液體對(duì)容器底的壓力與液體重力的關(guān)系
F＝G F＞G F＜G
液體產(chǎn)生向下的力剛好全部作用在容器底部 除液體產(chǎn)生向下的力全部作用在容器底部外，容器壁還受到了壓力 液體產(chǎn)生向下的力沒(méi)有全部作用在容器底部
容器壁是豎直的，容器壁對(duì)液體水平方向的壓力對(duì)容器底沒(méi)有影響 容器壁是向下傾斜的，容器壁對(duì)液體產(chǎn)生向下的壓力 容器壁是向上傾斜的，承擔(dān)了部分液體的壓力
F＝pS＝ρghS＝ρgV＝G F＝pS＝ρghS＞ρgV＝G F＝pS＝ρghS＜ρgV＝G
6、計(jì)算浮力的常用方法
壓力差法 F浮＝F向上－F向下。 浮力等于物體受到的液體對(duì)它向上和向下的壓力差
稱(chēng)重法 F浮＝G物－F示。 用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出物體在空氣中的示數(shù)G物和物體浸入液體后彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F示，兩者之差即為物體所受的浮力F浮
公式法 F浮＝G排＝ρ液gV排. 這是根據(jù)阿基米德原理得出的，適用于所有浮力問(wèn)題，不僅適用于液體，也適用于氣體
平衡法 F浮＝G物． 只適用于漂浮或懸浮．
7、判斷物體浮沉的方法
浮沉 F浮與G ρ物與ρ液
浮沉 情況 懸浮 F浮＝G ρ物＝ρ液
下沉 F浮＜G ρ物＞ρ液
上浮 F浮＞G ρ物＜ρ液
漂浮 F浮＝G ρ物＜ρ液
8、不做功的三種情況
有力無(wú)距離 舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴不做功
有距離無(wú)力 用腳踢開(kāi)的足球在地面上由于慣性運(yùn)動(dòng)了一段距離，這一過(guò)程人對(duì)足球不做功
力和距離垂直 在水平面上運(yùn)動(dòng)的球，重力對(duì)球不做功
9、動(dòng)能和勢(shì)能
動(dòng)能 勢(shì)能
重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能
區(qū)別 概念 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能 物體由于高度、位置而具有的能 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能
大小 質(zhì)量、速度 質(zhì)量、高度 材料、形變程度
聯(lián)系 動(dòng)能和勢(shì)能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化
10、三種杠桿
杠桿類(lèi)型 力臂關(guān)系 力的關(guān)系 優(yōu)缺點(diǎn) 生活舉例
省力杠桿 l1>l2 F1費(fèi)力杠桿 l1F2 費(fèi)力但省距離 鑷子、筷子
等臂杠桿 l1＝l2 F1＝F2 不省力不費(fèi)距離 天平、定滑輪
11、滑輪
比較 定滑輪 動(dòng)滑輪 滑輪組
實(shí)質(zhì) 等臂杠桿 省力杠桿 ——
力臂關(guān)系 l1＝l2 l1＝2l2 ——
省力情況 F＝G F＝ F＝
拉力方向 改變 不改變 可能改變
繩端移動(dòng)距離 s＝h s＝2h s＝nh
12、功、功率、機(jī)械效率
功 功率 機(jī)械效率
物理意義 做功即能量的轉(zhuǎn)化 表示做功的快慢 反映機(jī)械性能的好壞
定義 力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積 功與做功所用時(shí)間之比 有用功跟總功的比值
符號(hào) W P η
公式 W＝Fs P＝ η＝
單位 J W或kW 無(wú)單位
決定因素 力和物體在力的方向上移動(dòng)的距離 功和時(shí)間 有用功 和總功

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