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大关学区九年级物理示范课滑轮组机械效率的计算专题复习教案桐城市大关初级中学胡海燕2018.4.12【中考要求】理解机械效率的普遍意义，并能根据公式η=W有/W总×100%进行计算。其中滑轮组机械效率的计算是简单机械、功、机械效率等物理知识的综合应用，此类问题涉及有用功、额外功、总功、功率等诸多概念，是初中力学中的重点和难点，也是中考的热点。【教学目标】（一）、知识与技能1．知道有用功、额外功、总功的概念。2．理解机械效率的普遍意义，并根据公式计算滑轮组的机械效率。（二）、过程与方法根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题。（三）、情感态度与价值观培养学生勇于将科学技术应用于日常生活。【重点】理解滑轮组机械效率，会计算滑轮组的机械效率。【难点】有用功、总功和额外功，理解滑轮组的机械效率，会计算滑轮组的机械效率。【教学过程】一、知识梳理：（微视频显示）1、有用功、额外功、总功有用功：直接对物体做的功（从滑轮组直接对物体施加的力处入手）为了达到目的而必须做的功。W有＝G物h(或fs)总功：即有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额动力对滑轮组做的功（动力一般为人手处入手）W总＝FS额外功：人们不需要但又不得不做的功。W额＝W总—W有2、机械效率：（1）定义：有用功跟总功的比值，用符号η表示（2）公式：η=W有/W总×100%（3）说明：机械效率常用百分数表示，没有单位。由于机械总会做一些额外功，有用功总小于总功，因此机械效率总小于1。（4）意义：机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量。二、典例分析（课件展示题目，板书解题过程）1、如图所示的滑轮组提起重力为180N的物体时，动滑轮重10N，小明向下匀速拉动绳子，将物体匀速提升了2m，用了10s，则（1）若不考虑摩擦和绳重，此过程中有用功是多少？额外功是多少？滑轮组的机械效率又是多少？（2）若实际作用在绳端的拉力是100N，此时滑轮组的机械效率是多少？2、如图所示，用F＝50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，求该滑轮组的机械效率。(忽略绳子和动滑轮的重力)三、课堂提升类型一：利用滑轮组匀速竖直提升物体（板书公式）（1）当忽略摩擦和绳重，只考虑动滑轮自重时由可知：滑轮组的机械效率的影响因素：1、被提升物体的重力G2、动滑轮重G动（2）当同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重时，此时由于物体沿竖直方向被匀速提起，滑轮组做的有用功为W有=Gh,总功为W总＝FS或W总=W有＋W额，η=𝑊有𝑊总=𝑊有𝑊有+𝑊额×100%=11+𝑊额𝑊有×100%或η=𝑊有𝑊总=𝐺h𝐹𝑠=𝐺ℎ𝐹𝑛ℎ=𝐺𝑛𝐹×100%滑轮组的机械效率的影响因素：1、被提升物体的重2、动滑轮的重3、绳重及绳与滑轮间的摩擦类型二：利用滑轮组匀速水平拉动物体（板书公式）用滑轮组水平拉动物体时，拉力F和物体重力G没有直接关系，有用功W有≠Gh,有用功时物体克服与地面之间的摩擦力f所做的功，物体水平移动的距离为s物,则绳子自由端移动的距离为ns物，则W有=fs物，W总=Fns物,这时滑轮组的机械效率为：η=𝑊有𝑊总=𝑓𝑠物𝐹𝑠绳=𝑓𝑠物𝐹𝑛𝑠物=𝑓𝑛𝐹×100%四、分组练习（导学案展示）1、如图所示，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N，拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率是75%.求：(1)物体的重力是多少？绳的拉力是多少？(2)若物体的重力变为150N,绳的拉力又是多少？此时机械效率又是多少？2、如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是多少？3、如图所示，重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为了使物体匀速移动，必须在绳端施加60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为多少？五、交流分析（学生交流、展示学生的成果）【课堂小结】一、利用滑轮组匀速竖直提升物体（1）、忽略摩擦和绳重，只考虑动滑轮自重（2）同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重η=W有/W总=W有/(W有+W额)×100%或η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF×100%二、利用滑轮组匀速水平拉动物体η=𝑊有𝑊总=𝑓𝑠物𝐹𝑠绳=𝑓𝑠物𝐹𝑛𝑠物=𝑓𝑛𝐹×100%【布置作业】完成导学案上的【课后练习】【板书设计】滑轮组机械效率的计算一、知识梳理二、典例分析1、解：（1）提升物体时W有=G物h=180N×2m=360J因为提升物体时不考虑摩擦和绳重，只对动滑轮做额外功，则W额=G动h=10N×2m=20J滑轮组的机械效率为η=𝑊有𝑊总=𝑊有𝑊有+𝑊额=360𝐽360𝐽+20𝐽×100%=94.7%（2）由于实际提升时，需要克服动滑轮的重力以及绳重和摩擦做额外功此时动力对绳端的拉力F=100N,绳端移动的距离S=2h=2×2m=4m则W总=FS=100N×4m=400J此时滑轮组的机械效率为η=𝑊有𝑊总=360𝐽400𝐽×100%=90%2、解：该滑轮组的机械效率为：η=𝑊有𝑊总=𝑓𝑆物𝐹𝑆绳=𝑓𝑆物𝐹×2𝑆物=𝑓2𝐹=60𝑁2×50𝑁×100%=60%三、利用滑轮组匀速竖直提升物体（1）、忽略摩擦和绳重，只考虑动滑轮自重时（2）、同时考虑动滑轮自重、摩擦和绳重时η=W有/W总=W有/(W有+W额)×100%或η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF×100%利用滑轮组匀速水平拉动物体时η=𝑊有𝑊总=𝑓𝑠物𝐹𝑠绳=𝑓𝑠物𝐹𝑛𝑠物=𝑓𝑛𝐹×100%【课后反思】