“机械效率”教学研究(王颖).pptx

机械效率教学研究;机械效率教学研究;（二） “机械效率”及相关知识的联系;（一） “机械效率”在力学知识中的地位;机械效率是衡量机械性能的重要指标之一。引导学生思考如何从功出发研究机械的性能。通过对物理情境和实验的探讨，明确有用功、额外功、总功的含义。通过观察和实验测量，让学生理解机械效率的概念。进一步分析机械的做功问题，使学生深入理解“功”是反映力的作用“成效”的物理量。为本章最后机械能守恒定律的学习奠定基础。;《初中物理课程标准》对本部分的要求是“探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用”。根据课程标准要求和全面提高学生素质的需要，本节教学目标可参考以下内容： 1．知识与技能 知道有用功、额外功和总功概念。 理解机械效率概念和物理意义。 ;2．过程与方法 通过参与探究斜面和动滑轮的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案 通过分析研究动滑轮机械效率实验，培养学生科学思维方法和动手操作的能力。 3．情感、态度和价值观 具有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识 在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度;涉及的概念：功、有用功、额外功和总功等； 涉及的规律：斜面、定滑轮、动滑轮、滑轮的力学特征； 两大特点：① 综合性、实用性比较强，紧密联系日常生活实际； ②学习探究方法， 培养科学探究的能力。 ;Company Logo;1.有用功和额外功 有用功是人们为了完成工作目的所必须做的功，无论采用何种机械哪种方式都必须做的功，例如要想提水上楼，水所受的重力G乘以提升高度h就是有用功，即W有=Gh，不论提着水沿楼梯走上去，还是用滑轮把水拉上去，都要对水做这么多的功，这个功就是有用功。为了完成这个有用功，人将水提上楼的同时，人还得克服自身所受重力功做，使用机械还需要摩擦力或克服滑轮重做功，这些并非人们需要但又不得不做的功就是额外功. ;想一想;　;2.总功 人们在达到一定目的过程中，实际做的功等于有用功和额外功的总和，这个功叫总功，W总=W有+W额。 斜面： W总=Ｆ·Ｓ=Gh +ｆＳ 滑轮组： W总=Ｆ·Ｓ =G物h + G实h ;F·L=G·h;3.简单机械 滑轮组： （理想：不计摩擦） 与动滑轮相联有几段绳子，则绳自由端的拉力为物体与动滑轮总重的几分之一。;4. 效率 社会学----指最有效地使用社会资源以满足人类的愿望和需要。 (1)从时间角度：指的单位时间里实际 完成的工作量。效率高， 就是在单位时间里实际 完成的工作量多，节约 了时间成本。 　　;（2）从技术角度---功率是输出与输入功率之比，若此数越接近 1 ，则显示其效率越好，如某设置的效率在 70%~80% 之间，即输入 1000W ，输出700W~800W 之间， 设置本身消耗 200W~300W 的功率。 （3）从资源角度---效率是指对于有限资源(如原材料、人力、资金等)的最佳分配方法，是所达到结果与使用的资源之间的关系。;（二） “机械效率”及相关知识的联系;5.热机效率 热机工作时转变为有用功的热量跟燃料燃烧时放出的热量的比值叫做热机的效率，如果用η表示热机的效率， Q1表示燃料提供的热量，Q2表示耗散的热量，W表示所做的机械功，则有η=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q2/ Q1。 由此可知Q1越大，Q2越小，热机效率越高，它表明了热机中热量的利用程度。 ;6.电源效率 电源效率是指电源的电能利用率，也就是电源从外部吸收功率与向负载输出功率两者之的比值。高效率的电源可以提高电能的使用效率，在一定程度上降低电源自身功耗和发热量。;热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还远远不能满意。现在最好的空气喷气发动机，在比较理想的情况下其效率也只有60％。用途最广的内燃机，其效率最多只达到40％。大部分能量被浪费掉了。;在热机里，燃料燃烧不充分所损失的能量很少，可以忽略不计。能量损失主要有下面几个方面： 一、废气带走的热量 二、机械散热带走的热量 三、机械之间摩擦损失的能量 蒸气机的效率：6%——15% 汽油机的效率：25%——35%;;初中物理课程标准理念： 生活走向物理，从物理走向社会； 重科学探究，提倡学习方式多样化； 注意学科渗透，关心科技发展；;教学综述：机械效率是一个抽象的概念，要理解机械效率必须先理解有用功、额外功和总功的概念。概念嵌套，逻辑关系比较复杂。解决方法：通过学生观察现象，以及动手实验探究创设物理情境，在观察实验的基础上