2020-2021学年12.3 机械效率表格教案

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学科

物理

年级/册

八年级下册

教材版本

人教版

课题名称

第十二章 第三节 机械效率--滑轮组机械效率的计算

教学目标

总功、绳重及摩擦带来的额外功的计算

难点分析

从知识角度分析为什么难

计算总功，即动力做的功时，绳子自由端移动距离的计算，需要判断承重绳的数量，环环相扣，一步错则全错；计算绳重及摩擦带来的额外功相对较复杂。

从学生角度分析为什么难

学生分析、理解能力较弱，面对这种复杂的一步套一步的计算容易出错。

难点教学方法

1.通过有用功、额外功、总功概念及三者关系的复习，加深学生对有用功、额外功、总功的理解；

2.通过例题、练习题的分析、讲解培养学生分析问题的思维方式、方向，提升解决问题的能力。

教学环节

教学过程

导入

一、    复习回顾  

1. 有用功：实现目的而做的功；            
2. 额外功：克服机械自身的重力和摩擦等而做的功；
3. 总  功：动力对机械所做的功，               ；

4. 机械效率 ：有用功跟总功的比值， ；            

知识讲解

（难点突破）

二、    滑轮组机械效率的计算

   例1   如图所示滑轮组，用50N拉力，将质量为12kg的物体提升1m，求：

（1）拉力做的功；

（2）有用功；

（3） 滑轮组的机械效率。

   解析：（1）计算拉力做的功，知道拉力大小F=50N，还需知道绳子自由端被拉动的距离，由题可知，承重绳有3根，所以绳子自由端被拉动的距离s=3h=3m，然后带入公式W=Fs，便计算出拉力做的功；

（2）有用功，即对物体做的功，对物体的拉力等于物体重力G=mg，物体被提升的距离

h=1m，带入公式W有=Gh，便可算出有用功；

         （3）总功等于拉力做的功，由第（1）题可知，有用功由第二题可知，带入公式

             便可算出机械效率。

解题过程书写：

解：（1）s=3h=3×1m=3m

         W=Fs=50N×3m=150J

    （2）W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J

    （3）W总=W=150J

                        =         =80%

例2 建筑工地上工人师傅用如图所示滑轮组，用300N拉力，将质量为100kg的物体提升10m，

用了100s时间，已知动滑轮总重100N，求：

（1）工人师傅拉力的功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）绳重及摩擦带来的额外功。

解析：（1）题目给出了做功时间t=100s，要计算拉力的功率，需要算出拉力做的功；已知拉力F=300N，还需要知道绳子自由端移动的距离，由图可知滑轮组有4根承重绳，所以s=4h=4×10m=40m，现在就可以计算拉力做的功了，W=Fs=300N×40m=12000J

            然后代入公式      便可算出拉力的功率；

（2）要计算机械效率，首先要知道总功和有用功，总功等于工人师傅拉力做的功，即

W总= W=12000J，有用功等于对物体做的功，已知物体的质量，可以算出其重力，然后算出有用功，W有=Gh=mgh；然后代入         便可算出机械效率；

（3）滑轮组额外功主要来源于动滑轮的重力、绳重及摩擦力，其余可忽略不计，我们

可以根据第（2）题算出的总功和有用功计算出总的额外功W额，我们还知道动滑轮的重力，以及动滑轮提升的高度，这样就可以计算出动滑轮带来的额外功W额动，然后用W额-W额动便可算出绳重及摩擦带来的额外功。

解题过程书写：

解：（1）s=4h=4×10m=40m

         W=Fs=300N×40m=12000J

               =         =120W

    （2）W总= W=12000J，W有=Gh=mgh=100kg×10N/kg×10m=10000J

                  =           =83.3%

    （3）W额=W总-W有=12000J-10000J=2000J

         W额动=G动h=100N×10m=1000J

         W额绳=W额-W额动=2000J-1000J=1000J

课堂练习

（难点巩固）

小结