1.有用功、额外功和总功
(1)演示实验:用弹簧秤匀速拉动绳端,使重物G升高.从弹簧秤读出拉力F的值,用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s.以下边讲边板书:
“实验数值G=5N,h=0.5m,F=3N,s=1m.
弹簧秤的拉力(动力)对动滑轮做的功:W2=F·s=3N×1m=3J,
直接用手提高重物同样的高度需要做的:W1=G·h=5N×0.5m=2.5J”
(2)提问:由实验可以看到W2>W1,这是为什么?
学生回答,教师总结:实际上,我们用动滑轮等简单机械提升重物时,由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升,这时我们用的力(动力)就比重物重力的一半还要大(该实验中,理想情况下拉力是2.5N,而实际的拉力是3N).做的功要比直接提升重物所做的功大一些(该实验中,直接提升重物所做的功是2.5J,而实际动力对滑轮做的功是3J).
(3)总结并边讲边板书
①在用动滑轮提高重物的实验中,用来提高物体的功对我们是有用的,是必须做的.
板书:“1.有用功(W有用):利用机械工作时对人们有用的功叫有用功”(注意,本节标题暂不出)
问:本实验中的有用功是多少?答:W有用=G·h=5N×0.5m=2.5J.
②本实验中,用来克服摩擦及把动滑轮和绳子提升做的功对我们没有用,但又不得不做的功,这种功叫额外功.使用任何实际机械做额外功是不可避免的.
板书:“2.额外功(W额外):对人们没有用,但又不得不做的功叫做额外功”
③有用功加额外功是动力对机械总共做的功,叫总功.
板书:“3.总功(W总):有用功与额外功的总和叫总功”
问:本实验中总功W总=?
答:W总=F·s=F·2h=3N×1m=3J.
问:本实验中做的额外功是多少?
答:W额外=W总-W有用=3J-2.5J=0.5J.
2.演示(按图1装置)并提问.
用图1的滑轮来提升重5N的物体,理论上在细绳端需要加多大的拉力?要求一名学生板演,(省一半力,应为2.5N)
问:实际上F=2.5N行不行,为什么?
问:怎样能知道F实际是多大?(实验测量--实践是检查真理的唯一标准)(肯定实际上F>2.5N)
问:实际使用动滑轮提升重物时,人所做的功与直接提升重物所做的功相比较,大小如何?这与功的原理是否矛盾?(不矛盾,功的原理说使用机械不省功)
问:我们希望上述两个功越接近越好还是差距越大越好?(引入新课)
1.提问:功的原理是什么?
滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺.
(五)布置作业:写出测滑轮组的机械效率实验报告.实验报告的内容包括实验名称、实验目的、器材、步骤、记录有实验数据的表格、实验结果(参照课本实验内容).
教学反思
预案示例
1.提问:在学生预习测滑轮组的机械效率的基础上,组织学生回答问题.
(1)本次实验的名称和目的;
(2)为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?每个量怎样测量?
2.做好实验的几点说明.
(1)钩码的重由钩码的质量用G=m·g算出.
(2)匀速拉动弹簧秤使钩码G升高.注意“匀速拉动”.测课本图14-10(甲)和(乙)两图中的拉力时,拉力F的大小由弹簧秤上的示数读出.
(3)钩码上升的高度(h),可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出.
(4)细绳自由端通过的距离(s)的测定,教师边演示边讲解,可事先在细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处用色笔在细绳上做个记号,再拉弹簧秤,用滑轮组提升重物.用刻度尺量出钩码上升的高度后,再量细绳色点到与动滑轮(或定滑轮)相切处的距离,就是细绳自由端通过的距离(s).
(5)实验要严肃认真参照课本实验按要求去做.要实事求是地记录所测得的数据,将数据记录在课本上的表格中.不能凑数,更不允许自己不动手实验,不记数据而抄袭他人实验数据和结果.
(6)实验完毕,要整理好仪器,放回原处.
3.学生实验,教师巡回指导,发现问题及时在全班讲解.
4.学生实验完毕,由几组报告实验结果.组织讨论课本上的“想想议议”.
学生分组实验器材:刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台,一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,长约2米的细绳.
5.手提砝码在水平方向上移动.
4.铁球在木槽中由于惯性而做匀速直线运动.
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