北师大版八年级物理下册第九章 六、测滑轮组的机械效率导学案

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六、测滑轮组的机械效率
教材解读本节课的教学目的在于让学生组装滑轮组并测量滑轮组的机械效率,且通过测定滑轮组的机械效率,加深对机械效率的理解。

让学生通过自己测两个滑轮组的机械效率,进一步了解影响滑轮组机械效率高低的主要因素,找出提高机械效率的方法。

本节课有一定的难度,从组装滑轮组,到实验中应注意的事项、记录数据、处理数据,教师在实验前应给予一定的指导
教学目标知识与
技能
1.通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识、理解。

2.学会测量滑轮组的机械效率。

3.了解与机械效率有关的因素
过程与
方法
1.让学生在实践活动中进一步认识进行科学探究的方法和意义。

2.通过让学生参与用实验测滑轮组机械效率的过程,培养学生的实验能力。

3.通过对实验数据的分析与处理,使学生进一步掌握处理实验数据的方法。

4.培养学生从实验中归纳简单的科学规律的能力
情感、
态度与
价值观
1.在实验操作过程中培养学生严谨的科学态度。

2.通过实验活动,使学生认识交流与合作的重要性
重点难点
重点:实验原理、测量滑轮组机械效率和影响机械效率的因素。

难点:设计实验和实验过程。

实验过程中应注意的事项:确保竖直向上地拉动弹簧测力计,测量s和h的数值等。

学会对实验数据进行处理,通过实验结果获取一定的信息
合作探究
[实验目的] 测量滑轮组的机械效率。

[实验原理] η=
W有用
W总

Gh
Fs。

[实验器材] 铁架台、滑轮、绳子、刻度尺、重物、弹簧测力计。

[记录数据] F、s、G、h。

[实验过程] 因为滑轮组的机械效率是指使用滑轮组提升物体时的效率,所以测量过程中,不能在物体静止时读弹簧测力计的拉力,又因为匀速直线运动的物体受力平衡,因此实验中必须匀速向上拉弹簧测力计,以保证物体匀速上升,在匀速上升的过程中读数。

[交流讨论]
①同一滑轮组的机械效率,在提升不同的重物时是不同的。

不同的滑轮组的机械效率也有可能相同。

②机械效率是有用功与总功的比值,所以要提高滑轮组的机械效率,就要从减小额外功和
增加有用功这两个角度考虑。

如:减轻动滑轮和绳子的自重,减小轮和轴间的摩擦(即加润滑油),在绳子能承受范围内增加物重等
【导入一】 (提出问题激发兴趣,引入新课)
上节课我们学习了机械效率,大家认为同一个滑轮组的机械效率是否变化?不同滑轮组的机械效率能否相同?(学生讨论)俗话说“事实胜于雄辩”,今天我们将亲手来验证这两个问题,引入新课:
六、测滑轮组的机械效率。

【导入二】 (实验比赛提出问题,引入新课)
让两组同学上讲台组装滑轮组,比赛所用时间的长短。

活跃课堂气氛,进而提出问题:怎样测量这两组滑轮组的机械效率呢?实验原理是什么?还需要什么器材?需要测量哪些物理量?学生讨论回答,进而引入新课。

学点 测滑轮组的机械效率
阅读教材P 116~P 119。

一、实验原理 利用滑轮组提升重物时,机械效率、功的大小没有仪器直接测出,但我们可以用弹簧测力计测出被提升的重物的重力G 、绳子自由端的拉力F ,用刻度尺测量出重物上升的高度h ,
绳子自由端移动的距离s 。

根据η=W 有用W 总=__Gh Fs
__计算得出滑轮组的机械效率。

二、实验器材与装置(如图9-6-1所示)
图9-6-1
在此实验中我们需要的测量工具是__弹簧测力计__和__刻度尺__。

三、实验步骤
1.按要求组装好滑轮组,记下重物(钩码)、绳子自由端的初位置。

2.用弹簧测力计竖直向上拉绳子的自由端使重物(钩码)__匀速__上升,记下弹簧测力计的示数F。

3.保持重物原有的运动状态上升到某位置,记下重物(钩码)、绳子自由端的末位置。

4.根据所测数据计算出滑轮组的机械效率。

四、实验记录
把实验数据记录在P117~P118的数据表格中。

五、交流讨论
观察:如图9-6-2所示。

图9-6-2
思考:
问题:同一滑轮组提升重力不同的重物至相同的高度,可以看作__额外功__相同,在相同情况下,重物的重力越大,所做的__有用功__越多,机械效率越__高__。

观察:如图9-6-3所示。

图9-6-3
思考:
问题1:不同的滑轮组提升重力相同的重物至相同的高度,可以看作__有用功__相同,动滑轮的重力越大,在相同情况下,所做的__额外功__越多,机械效率越__低__。

问题2:影响滑轮组机械效率的因素;
(1)__重物的重力__;
(2)__动滑轮的重力__;
(3)__绳子的重力__;
(4)__绳子与滑轮间的摩擦力__。

问题3:此实验中,如果没有刻度尺,不能测量出重物上升的高度h和绳子自由端移动的距离s,我们也可以计算得出滑轮组的机械效率。

针对一个已经组装好的滑轮组,重物上
升的高度h和绳子自由端移动的距离s存在着__s=nh__的关系,所以可以根据__η=G
nF
__ 计算得出滑轮组的机械效率。

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