初中人教版12.3 机械效率第2课时导学案

这是一份初中人教版12.3 机械效率第2课时导学案，共12页。学案主要包含了设计实验，实验器材，实验步骤，实验数据，分析讨论，实验探究等内容，欢迎下载使用。

新知·预习
1、测量滑轮组的机械效率的实验中，需要测量四个物理量： ___________________、___________________、___________________、____________________；
2、计算有用功的方法：________________；
3、计算总功的方法： _____________________。
实验·探究
实验一
【设计实验】
用滑轮组提升物体，W有=Gh，W总=Fs，所以需要测出物重、拉力、物体上升的高度、绳子前进的距离。
【实验器材】
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约 2 m 的细绳。
【实验步骤】
1.测出一个钩码的重力。
2.在滑轮组甲（一动一静）上挂两个钩码，记下钩码和绳子自由端的位置。竖直匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一定高度，读出测力计示数，用刻度尺测出钩码上升高度和绳自由端移动距离。
3.在滑轮组乙上（两动两静）挂两个钩码重复上述实验。
4.在滑轮组乙上挂四个钩码重复上述实验。
5.记录数据，并计算三次实验的机械效率。
【实验数据】
【结论】
（1）动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越________。
（2）物重一定时，动滑轮越重，机械效率越________。
【分析讨论】
1、比较3次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？
2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？
________________________________
________________________________
________________________________
注意：机械效率大小与与绳子的绕法、绳子段数，上升距离无关。
3、如何提高机械效率 ？
_____________________________________________________________________________________
4.实验中，是否可以使弹簧测力计静止时进行读数？
_____________________________________________________________________________________
实验二 探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
【实验数据】
【结论】
1、斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越_______。
2、斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越_______。
典例·解读
典例1、在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小华用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法， 分别做了甲、乙、丙 3 次实验，实验数据记录如下：
（1）实验中要竖直向上_______（选填“快速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，使钩码升高；
（2）表格中编号①处数据如图丙所示为_______，编号②处数据应为_______；
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组提升不同的重物时，所提物体_______越大，滑轮组的机械效率_______（选填“越高”、“不变”或“越低”）。
跟踪·练习
1、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
a
b
c
（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上______________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用_______图做的；第4次实验是用_______图做的。（选填“a”、“b”或“c”)
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，_____________________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率______________。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______________。
知识点2 同一滑轮组的机械效率的特点
新知·预习
1、提高机械效率的主要办法是__________________、使它更合理、更轻巧。
2、___________________________________________________，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
实验·探究
1、【实验探究】对于同一个滑轮组提升不同重物时，它的机械效率是否改变呢？
2、如何设计实验证明？
实验步骤：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
表格设计：
分析表格数据在与同学们交流讨论，你能得到什么结论？
_______________________________________________________________________________________。
名师·总结
同一机械的效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的.
例如：一个组装好的滑轮组，其提起的物重越大，则其机械效率越高，因为此时的额外功（提起机械本身所需要的功）相对越小；
当然，由于机械间的摩擦而造成的额外功并不会减小.
当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用.
典例·解读
典例2、在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是________个，其中动滑轮有________个。
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率________第一次的机械效率（填“大于”“小于”或“等于”）
跟踪·练习
1．甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（ ）
A．甲吊车的电动机做的有用功较多 B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做的总功较多 D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
2．小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度，如图所示．他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙，则F甲____F乙；所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为η甲和η乙，则W甲____W乙，η甲_____η乙．（均选填“＞”、“=”或“＜”）
第2题图 第3题图
3． 在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：
（1）完成表格中实验数据①、②和③的计算．
（2）通过比较哪两次实验数据〔选填实验序号〕，可以初步判断动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关？
__________________________________________
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，你可以用哪两次实验数据来验证他的观点是不对的？
__________________________________________
第2课时 机械效率的测量 学案
知识点1 测定滑轮组的机械效率
新知·预习
1、钩码的重力G 钩码提升的高度h 拉力F 绳端移动的距离s
2、W有＝Gh
3、W总＝Fs
实验·探究
【结论】 高 低
【分析讨论】
2、①滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦。
②所提升的物重 。
③动滑轮的自重。
3、①增加被提升的物重。
②减小动滑轮的重。
③减小滑轮与绳之间的摩擦。
4、答：所测拉力减小（因为没有摩擦力），机械效率增大，不能代表使用机械时的机械效率。
实验二 探究：影响斜面机械效率的因素
【结论】
1、低 2、高
典例·解读
典例1、缓慢 2.4 83.3% 重力 越高
跟踪·练习
1、（1）匀速 （2）74％ （3） b c （4）增大提升重物的重力 小（5）无关
知识点2 同一滑轮组的机械效率的特点
新知·预习
1、改进结构
2、在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态
实验·探究
用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升两个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离
用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升四个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离
典例·解读
典例2、
（1）3 2
（2）62.5% 大于
跟踪·练习
1、B
2、 ＜ ＜ ＜
3、 解：（1）第3次数据中，有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J，总功W总=FS=3.3N×0.4m=1.32J，机械效率η= W有用/ W总＝1.2J/1.32J≈90.9%；
（2）①②两次实验中，钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，机械效率也不同，因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系；
（3）比较①③，同一个机械，动滑轮重力不变，提升的物体重力不同时，机械效率也不同，提的物体越重，机械效率越大．
第3节 机械效率
第1课时 机械效率及其计算 学案
知识点1 有用功、额外功和总功
新知·预习
1、在工作时，对人们有用的功 W有
2、在工作时，对于额外负担所不得不做的功 W额
3、有用功与额外功的和，也叫动力功 W总
典例·解读
典例1、C
典例2、(1)拉力做功：W总=FS=300N×12m=3600J；
（2）∵忽略摩擦和绳重，∴W额=（G桶+G动）h=（m桶+m动）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×6m=600J
知识点2 机械效率的计算
新知·预习
1、 机械效率 有用功 总功的 η “依塔”（yita） 2 、W有用/W总
典例·解读
典例3、拉力的作用点移动的距离S=2h=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh=40N*0.2m=8J
总功W总=FS=25N*0.4m=10J
动滑轮的机械效率是η=W有用/W总=8J/10J=80％
跟踪·练习
1、D
2、解：手下降的高度h手=2h物=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh物=400N*0.2m=80J
总功W总=F动h手=240N*0.4m=96J
则此杠杆的机械效率η=W有用/W总=80J/96J=83.3％
3 解：（1）1380J （2）1500J （3）92%
钩码重G/N
1
1
2
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
有用功W有/J
0.1
0.1
0.2
拉力F/N
0.4
0.3
0.5
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.5
总功W总/J
0.12
0.15
0.25
机械效率η
83.3%
66.7%
80%
实验次数
斜面倾斜程度
斜面材料
木块重力G/N
斜面高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
斜面长度s/m
总功W总/J
机械效率
1
较缓
木板
1
0.1
0.1
0.2
0.7
0.14
71.4%
2
较陡
木板
1
0.17
0.17
0.3
0.7
0.21
81%
3
陡
木板
1
0.24
0.24
0.4
0.7
0.24
85.7%
4
棉布
1
0.24
0.24
0.5
0.7
0.35
68.6%
5
毛巾
1
0.24
0.24
0.6
0.7
0.42
57.1%
实验次数
钩码所受的重力 G/N
提升高度 h/m
拉力F/N
绳端移动的距离 s/m
机械效率η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
2
4
0 05
1.7
0.15
78.4%
3
6
0.05
①
0.15
②
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/ m
机械效率
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
钩码重
力G/N
提升高度h/m
有用功W有用/J
自由端拉力F/N
自由端移动距离s/ m
总功
W总/J
机械效率η
两个钩码
四个钩码
m]
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20
实验序号
钩码重（N）
动滑轮重（N）
拉力（N）
钩码上升的高度（m）
测力计移动的距离（m）
有用功（J）
总功（J）
机械效率（%）
1
4
0.5
2.3
0.2
0.4
0.8
0.92
87.0
2
4
0.9
2.5
0.2[
0.4
0.8
1.0
80.0
3
6
0.5
3.3
0.2
0.4
①______
②______
③______