初二下学期物理教案
老师们通过制定一份教案设计,可以使教学方式有所提升。下面是小编收集整理关于初二下学期物理教案以供大家参考学习。
初二下学期物理教案设计:
教学目标
1.1 知识与技能:
o明确有用功、额外功、总功的概念
o知道机械效率的意义
o机械效率的公式及应用
o测滑轮组的机械效率
测斜面的机械效率
1.2过程与方法:
①通过师生互动,让学生理解有用功、额外功、总功。理解功的计算公式,知道功的原理和概念。
②培养学生的观察能力。
1.3 情感态度与价值观:
①培养学生严谨的科学态度 ②培养学生的科学世界观。
教学重难点
2.1 教学重点 有用功、总功、额外功的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率
2.2 教学难点 机械效率的计算和怎样提高机械效率
教学工具
多媒体设备
教学过程
6.1 引入新课
【师】我国的许多农村都没有自来水,人们为了食用水,要从井中打水,在从井中提水上来的过程中,人们对哪些物体做了功?
【生】水桶、滑轮
【师】这些功都是人们希望做的吗?对谁做的功才是有用的呢?
【师】下面我们进行这样的一个实验来看看:
以动滑轮为例,比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。
设计方案:
需测量的物理量和使用工具:
【师】实验中需要注意哪些点?
【生】
测拉力时,应匀速拉动弹簧秤。
还有绳自由端的拉力方向以竖直向上为宜,若方向向下,操作、读数均不方便。
【师】接下来自己设计表格,进行多次实验,将实验数据填入表格。
得出结论:手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功是_______(等或不等)的。
结合我们课堂刚开始的提问,在上面的活动中,将钩码提升至一定的高度是我们的目的,所做的功叫做有用功,记作:W有用;在使用动滑轮提升重物时,需克服摩擦力作功,还要克服动滑轮的重力做功,这部分功虽然并非我们所需要的,但又不得不做,我们将它们叫做额外功,记作:W额外;如果把手的拉力(即动力)对动滑轮做的功叫做总功,
6.2 新知介绍
一、有用功、额外功、总功
【师】上面我们已经介绍了有用功和额外供的定义了。那么接下来,为了熟悉有用功、额外功和总共的概念,我们来看这样的案例。
案例:
小明家最近买了一处新楼房,家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼。请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?
如图所示的三种方法供参考:第1种是人直接提着沙子上楼;第2种是把沙子放进桶里,人通过动滑轮把沙子拉上楼;第3种是把沙子放进质量较小的袋子里,人通过动滑轮把沙子拉上楼。
【师】请学生发表自己的见解,提出各种方案。并对各个方案进行讨论,比较优缺点。
【生】经过讨论。第一种方法太不方便。第三种方法最好,因为它比第二种方法用的力小。提升相同高度做的功少。
有用功和额外功、总功
【师】结合用动滑轮提升沙子,请同学们观看提沙子过程的视频。思考:
①在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功?
②无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功?
③在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么?
【板书】
一般来说,
有用功:机械对外所做的功
额外功:机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功
总功:动力对机械所做的功。
总功等于有用功与额外功之和。
【师】前面实验中,正如各位同学所想的,第三种方法最好,因为第三种方法做的额外功最少,总功最少。
【师】现在大家讨论:不使用机械直接提升物体做的功,与使用机械提升物体做的功一样吗?(手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗?)如果通过实验探究这个问题?
设计实验方案:用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮,沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码。
为了探究上述问题需要测量的物理量是:手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力、钩码上升的高度h。
改变钩码的数量,重复上述测量。
设计表格,将实验数据填入表中。
实验数据:
【师】
①手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等?
②哪一个做的功多一些?
③你认为产生这一现象的原因是什么?
分析实验误差,指出要使重物重一些,误差就会小一些。
【生】回答问题:
①不相等
②手拉绳做的功多
③有摩擦,在提起重物时还要提起动滑轮。
二、机械效率
【师】工作中,我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中,用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
注意:对于实际机械,由于总是有额外功存在,η<1。
【生】学生讨论:
1.机械效率有单位吗?
2.为什么机械效率没有大于1的?
3.用小数和百分数来表达机械效率,你认为那种表达更好?
通过多媒体展示例题:
利用如图2所示的滑轮组,在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m,绳重、摩擦不计。
求:总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
【师】如何测量滑轮组的机械效率;
通过实验,探究机械效率的求法:
1.实验原理:
2.器材:刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、甲、乙两个滑轮组、长约2m的细绳。
3.步骤:
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
③缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用、总功 W总功、机械效率η并填入表格。
实验次数
【师】实验结论:
1.动滑轮重一定,物重越大,机械效率高。
2.物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
讨论:如何提高滑轮组的机械效率?
【生】得出:
提高滑轮组的机械效率的主要方法有:尽可能地增加物重,减小动滑轮重,减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦
三、提高机械效率的方法
1、提高机械效率的意义:减少能耗,降低生产成本。
2、
当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重;绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数;还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.
当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高.
总之,提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.
四、机械效率的测量
原理:
【师】应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重,做的有用功相对就多。
③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
五、机械效率与功率的区别
功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快;机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高。如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%;而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.
初二下学期物理教案练习题:
[1]课堂练习
1、下列说法正确的是( C )
A、机械的功率越大,做功越多
B、机械的效率越高,做功越快
C、机械的功率越大,做功越快
D、有用功越多,机械的效率越高
2、关于功、功率、机械效率说法正确的是( C )
A、功率越大,做功越快,机械效率越大
B、做功越少,功率越小,机械效率越小
C、功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
D、机械效率越大,表明它做的功越多
3、如图所示,一物重为G,从斜面的底端A,在拉力F作用下,匀速运动到顶端B,若重物受到斜面的摩擦力为f,斜面的机械效率η,则 ( C )
A.f=F,η=Gh/FL B.f=F-Gh/L,η=1-Gh/FL
C.f=F-Gh/L,η=Gh/FL D.f=F, η=1-Gh/FL
4、某同学做滑轮组机械效率的实验中,用如图所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物.若物重为120 N,每个动滑轮重20 N,摩擦及绳重不计.
(1)通过计算比较甲、乙两滑轮组的机械效率;
(2)若甲挂的重物为180 N,它的机械效率为多少?通过计算你发现什么规律?
答案:机械效率为90%,同一滑轮组,所提重物越重,机械效率越高。
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