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    12.3 机械效率--滑轮组的机械效率 教案(表格式)
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    初中物理第十二章 简单机械12.3 机械效率表格教案

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    这是一份初中物理第十二章 简单机械12.3 机械效率表格教案,共4页。教案主要包含了有用功,利用滑轮组做功等内容,欢迎下载使用。

    教师姓名

     

    单位名称

     

    填写时间

     

    学科

    物理

    年级/册

    八年级下册

    教材版本

    人教版

    课题名称

    12.3滑轮组的机械效率

    教学目标

    计算滑轮组的机械效率

    难点分析

    从知识角度分析为什么难

     

    知识点多且杂,涉及的物理量较多,要区分有用功、额外功、总功的,机械效率的概念和测算,有一定难度。

    从学生角度分析为什么难

    学生抽象逻辑思维较弱,对s和h的关系理解不到位,各别学生找不准n,导致计算失误。

    难点教学方法

    1. 复习强化G、h、F、s、n、W、W、W相关知识。
    2. 以近年中考题为例,依次讲解。

    教学环节

    教学过程

    导入

    一、有用功、额外功、总功、机械效率

    1、 有用功(W):使用机械时对人们有用的功

    2、 额外功(W):人们不需要但又不得不做的功

    3、 总功(W) :有用功与额外功的总和,即 W=W+W

    4、 机械效率(ŋ):有用功与总功的比值叫机械效率。

    知识讲解

    (难点突破)

    、利用滑轮组做功

    1、梳理基础物理量:

    a.物体重力G

    b.动滑轮重力G

    c.绳子自由端受到的拉力F

    d.物体上升的高度h

    e.绳子自由端移动的距离s

    f.承担动滑轮的绳子段数n:在动滑轮和定滑轮之间画一条横线,动滑轮上有几段绳子,则n为几。

    2、梳理基础公式

    a.常规:s=n·h  

    克服重物做的功即有用功W=G·h

    克服动滑轮重力、绳重、摩擦所做的功即额外功W

    自由端拉力做的功即总功W=F·s 

    机械效率

    b.不考虑绳重和摩擦时

    有用功不变,额外功为W额外=G·h

     

    此时滑轮组机械效率可推导得

    课堂练习

    (难点巩固)

    练习近几年中考相关题目,帮助学生熟悉公式及应用。

    1、(2014•乌鲁木齐)如图,质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,每个滑轮的重力均为50N

    1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中,人做的有用功为多少?

    2)若绳子能够承受的最大拉力为400N,重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%,求滑轮组的最大机械效率。

    分析:1、已知物体的重力G和上升的高度h,带入公式即可。

    2、由图可知n=2,绳子自由端移动的距离为s,可知总功,再由题意可得,额外功为克服动滑轮重力做功和克服绳子重和摩擦做功,均可用公式表述。

    解:(1)人做的有用功:W=Gh=250N×2m=500J

    2)当以绳子能承受的最大拉力提升物体时,滑轮组机械效率最大,

    拉力做的总功W=Fs=2Fh,克服动滑轮重力做的额外功W=Gh,

    且重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%

    W绳摩=10% W=10%2Fh=0.2Fh

    W= W - W - W绳摩=2Fh - Gh - 0.2Fh=1.8Fh- Gh

    滑轮组的最大机械效率:

    2.(2016.乌鲁木齐)如图所示,利用动滑轮提升一个重为 G 的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为 60%。要使此动滑轮的机械效率达到 90%,则需要提升重力为 G 的物块的个数为     

    A.3 个      B.4 个    C.5 个      D.6 个

    分析:不计绳重和摩擦,克服物体重力做功为有用功,克服物体和动滑轮重力做功为总功,根据题意可以先求出动滑轮重力,再反推机械效率为90%时的物重是多少。

    :提升一个重为G的物块时,不计绳重和摩擦

    动滑轮重力

    设提升n个物块时,滑轮组的机械效率为90%

    解得n=6,此题选D

    3.(2017.乌鲁木齐)如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组. 悬挂的重物G=4.8N,当重物静止于任意位置时,手对轻绳的拉力均 为F1=1.8N;当重物匀速上升时,手对轻绳的拉力为F2=2.0N,且重物上升过程中动滑轮恰好转过1圈.已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m,

      (1)动滑轮的重力;

        (2)重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率。

    分析:1、明确承担动滑轮的绳子段数n,根据拉力和物重的数值关系,可计算G

          2、分析重物上升的高度h,拉力移动的距离s,和已知量动滑轮周长c之间的关系,再带入公式即可解答。

    :1)由题意可知:         G=3F1-G=3×1.8N-4.8N=0.6N

    2)设物体相对于地面升高的高度为h,则动滑轮相对于地面也升高h,

    动滑轮转过一周,即自由端相对于动滑轮移动距离为:c=0.3m

    则绳子自由端相对于地面升高的距离s=h+c,s=3h,解得h=0.15m,s=0.3m

    W=Gh=4.8N╳0.15m=0.72J

    W=Fs=2.0N╳0.45m=0.9J

     

    小结

    计算滑轮组的机械效率就是一个熟能生巧的过程,要通过不断练习各种题型,找准已知的物理量,只有熟练掌握每个物理量之间的关系和计算公式,按照常规步骤一步步推导,难题就会迎刃而解。

    学生练习课后作业。

     

     

     

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