二《机械效率》导学案

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1 《第十五章第二节机械效率》导学案

【学习目标】

1、理解什么是有用功，额外功和总功。

2、能说出什么是机械效率，并能用机械效率公式进行简单计算。。

【温故知新】

1、功的计算公式是。

2、功的原理是：使用任何机械都不。

【课堂导学】

一、认识有用功、额外功和总功

自学课本P107“想想议议”和P108“有用功和额外功”部分内容，完成下面知识点填空。

1、在使用机械做功过程中，必须要做的功叫___ ___；并非我们需要但又不得不做的功叫______；_______加_______是总共做的功，叫总功。

2、分析课本P107页“想想议议”：（1）三种办法中，对做的功属于有用功；（2）第一种办法中，对做的功属于有额外功；第二种办法中，对做的功属于有额外功；第三种办法中，对做的功属于有额外功。（3）这几种办法中，总功最多的是第种。

跟踪练习：

甲用桶从井中提水其中对_________做的功是有用功,对_________做的功是额外功；乙从井中捞水桶，桶中带有半桶水，则对_________做的功是有用功，对_______做的功是额外功

二、机械效率

自学课本P108页“机械效率”部分内容，完成下面知识点填空。

1、机械定义：________________叫机械效率。用符号表示。

2、机械效率计算公式。

3、机械效率总是小于，理由是。

4、提高机械效率的办法有：。

5、请同学们看课本P109的例题，不懂的同桌交流。

跟踪练习：

如图8所示是阳逻大桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4×104N的钢

材匀速提高10m.已知拉力F为104N.则这个过程中：

（1）起重机提升重物做的功是多少？（2）拉力F做了多少功？（3）滑轮组的机械效率多大？

【课堂检测】

1、机械效率越高，即表示（）

A做的功越多；B做功本领大；C越省力；D有用功与总功比值越大。

2、下面有关机械效率的说法中错误的是（）

A任何机械的机械效率总是小于1； B使用任何机械总功都大于有用功；

C使用机械提升重物时，总功越大，机械效率越底；

D使用同一机械提升不同的重物时，机械效率会发生变化

3、用一个动滑轮把重80 N的货物提到5 m高处，如图4所示，所用的力是50 N，那

么人做的有用功是________ J，总功是 J，滑轮的机械效率是__________。

图4

九年级物理机械效率教案

4．设计表格，将实验数据填入表中。 实验 次数 手的拉力F/N 手移动距离 s/m 钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 1 2 3 5．分析实验数据： ⑴手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等？ ⑵哪一个做的功多一些？ ⑶你认为产生这一现象的原因是什么？ 三、关于机械效率的概念 1．几个基本概念： 有用功W 有用_____将重物提升一定高度所做的功 额外功W 额外_____克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功 总功W 总_____手的拉力对动滑轮做的功 2．三者之间的关系：额外有用总＋＝W W W 3．机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。 即： ％总功 有用功 机械效率＝ 100? 计算公式： %100?= 总 有用W W η 4．注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，η＜1。 第二课时： 四、关于机械效率概念的巩固和计算 例1．下列关于机械效率的说法正确的是 ( ) A. 机械效率可以提高到100％ B ．机械效率总小于1 C ．功率大的机械，机械效率高 D ．机械效率越高，有用功就越多 例2．如图所示，在50N 的水平拉力F 作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s ,则1min 内拉力做的功为 ___________ J ． 例3．各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根 边实验边填表。 分析实验误差，指出要使重物重一些，误差就会小一些。 ⑴不相等 ⑵手拉绳做的功多 ⑶有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮。 答：B

八年级物理下册 第十二章 简单机械 第三节 机械效率学案(无答案)(新版)新人教版

第三节机械效率 学习目标 1.理解什么是有用功，额外功和总功，理解三功之间的数量关系。 2.知道什么是机械效率，并能用机械效率公式准确计算。 3.知道机械效率取值范围及原因。 【预习生成】 知识回顾：（要求：独立完成）时间3分钟每空0.5分 1.做功的两个必要因素：一是物体要作用，二是物体要在方向上通过一定的。 2.功等于与的乘积。用公式表示。 3.功的原理：使用任何机械都不______。即W用机械 ____W不用机械. 4.光滑程度相同的斜面，越平缓越______（省力或费力）。 【新知探究】 1.有用功、额外功和总功时间20分钟每空 0.5分 我们学校的学生宿舍楼正在建设中，现在需要把100N重的沙子运到6m高的楼上, 利用P107页的三种方法向宿舍楼上运沙子，按表中要求通过计算回答哪种方法最好？哪种最不好？并说明理由 。 2.以方法二为例： A.那么为了完成目的而做的功是对_____做的功。这部分功等于______________J。 B.为了达到目的不得不多做的功是对_______做的功。这部分功等于__________J。 C.那么在整个过程中人所做的总功是对____和______做的功。这部分功等于______J。 结合108页内容总结： 有用功是_______________________________________________。 额外功是________________________________________________。 总功是____________________________________________。 【达标检测】 1.甲用桶从井中提水其中对_______做的功是有用功,对_____做的功是额外功，有用功和额外功的总和是__________。 2.乙从井中捞水桶，桶中带有半桶水，则对_____做的功是有用功，对____做的功是额外功，___________________________是总功。 3.假如用斜面推沙子，对_________做的功是有用功、对_______做的功是额外功，___________________________是总功。 4.使用滑轮组提起10N的重物，使它上升0.2米，拉力是4N，拉力的作用点上升了0.6米，拉力对滑轮所做的功___J，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为___J，这个功叫___功。用来克服滑轮重力、绳重和滑轮间摩擦所做的功叫功。 5. 机械效率（根据上面的计算数据完成下列表格） 1

机械优化设计实例(人字架优化)讲课教案

人字架的优化设计 一、问题描述 如图1所示的人字架由两个钢管组成，其顶点受外力2F=3×105N 。已知人字架跨度2B=152 cm,钢管壁厚T=0.25cm,钢管材料的弹性模量E=2.15 10? MPa ，材料密度p=7．8×103 kg ／m ，许用压应力δy =420 MPa 。求钢管压应力δ不超过许用压应力 δy 和失稳临界应力 δc 的条件下，人字架的高h 和钢管平均直径D 使钢管总质量m 为最小。 二、分析 设计变量：平均直径D 、高度h 三、数学建模 所设计的空心传动轴应满足以下条件： （1） 强度约束条件 即 δ≤?? ????y δ 经整理得 ( ) []y hTD h B F δπ≤+2 122 （2） 稳定性约束条件： []c δδ≤ ( ) ( ) ( ) 2 22 222 122 8h B D T E hTD h B F ++≤+ππ （3）取值范围：

12010≤≤D 1000200≤≤h 则目标函数为：()22 13 57760010 5224.122min x x x f +?=- 约束条件为：0420577600106)(2 12 2 41≤-+?=x Tx x X g π () 057760025.63272.259078577600106)(2 2 212 12 2 42≤++-+?= X x x x Tx x g π010)(13≤-=x X g 0120)(14≤-=x X g 0200)(25≤-=x X g 01000)(26≤-=x X g 四、优化方法、编程及结果分析 1优化方法 综合上述分析可得优化数学模型为：()T x x X 21,=；)(min x f ；()0..≤x g t s i 。 考察该模型，它是一个具有2个设计变量，6个约束条件的有约束非线性的单目标最优化问题，属于小型优化设计，故采用SUMT 惩罚函数内点法求解。 2方法原理 内点惩罚函数法简称内点法，这种方法将新目标函数定义于可行域内，序列迭代点在可行域内逐步逼近约束边界上的最优点。内点法只能用来求解具有不等式约束的优化问题。 对于只具有不等式约束的优化问题

机械效率教学设计

机械效率教学设计 这是一篇由网络搜集整理的关于机械效率教学设计的文档，希望对你能有帮助。 【教学目标】 1．通过实验探究知道动滑轮提升重物时，手拉绳做的功与动滑轮对重物 做的功是不等的； 2．知道W总、W有用、W额外的含义，并清楚他们之间的关系； 3．知道什么叫机械效率及其计算方法，并利用上述实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率点小于1； 4．通过实验探究影响机械效率的因素，找出提高机械效率的方法。 【教学重点】 通过实验探究知道机械效率的存在。 【教学过程】 教师活动内容、方式 学生活动方式 一、引入 在使用简单机械提升或移动物体时，我们要对机械做功，机械又要对物体做功，那么我们对机械做功和机械对物体做功相等吗？ 二、新课 （一）活动：以动滑轮为例，比较手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功。 1．设计方案：

2．需测量的物理量和使用工具： 3．实验注意点： A、测拉力时，应匀速拉动弹簧秤。 B、绳自由端的拉力方向以竖直向上为宜，若方向向下，操作、读数均不方便。 4．设计表格，进行多次实验，将实验数据填入表格。 5．得出结论：手拉绳做的功与动滑轮对重物做的功是_______(等或不等)的。 （二）有用功、额外功、总功 1．在上面的活动中，将钩码提升至一定的高度是我们的目的`，所做的功叫做有用功，记作：W有用；在使用动滑轮提升重物时，需克服摩擦力作功，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外功，记作：W额外；如果把手的拉力（即动力）对动滑轮做的功叫做总功， 学生复习列举出常用的简单机械。 学生设计方案并指出测量功的步骤。 将实验数据记入表格并得出结论。 记作W总，则总功应等于有用功与额外功之和。即W总＝W有用＋W额外。 2．以捞水桶或用水桶打水为例说明有用功、额外功、总功。 3．使用斜面时：将重物举高h所做的功（Gh）为有用功；使用斜面时，沿斜面的推（拉）力所做的功（Fs）；服摩擦力所做的功为额外功。 （三）机械效率

人教版八年级物理下册12.3《机械效率》教学设计

人教版教材12.3《机械效率》教学设计 思路设计： 本课从“节能”的角度设置情境提出问题，引发学生的思考；在实验的基础上，分析生活中杠杆、滑轮、斜面等简单机械是否省功，让学生充分理解有用功、额外功、总功以及机械效率的含义；然后以解决生活中的实际问题为背景，让学生以小组为单位设计实验并进行实验探究，进一步理解机械效率的含义，了解滑轮组的机械效率跟哪些因素有关，掌握提高滑轮组的机械效率的方法，并推广到其他机械。本节课的设计充分利用了的物理从生活中来而到生活中去的特点，让学生在过程中去分析、学习和体会，达到掌握知识，学习方法，提高能力，培养情感、态度和价值观的目的。 教材分析： 机械效率是衡量机械性能的一个重要方面，它体现了机械对能量的利用率，与当今社会提出的“节能环保”的主题有着紧密的联系，具有十分重要的现实意义，本节课就是让学生从能量利用的角度理解效率的问题。合理的教学设计，可以让学生根本上理解机械效率的含义，让学生更加具体的理解前面学习的功和能之间的联系，更好的理解九年级要学习的广义效率。本节课的教学内容由“机械效率”和“探究影响滑轮组机械效率的因素”两部分组成，其中对“机械效率”概念的理解是本节课的重点，“探究影响滑轮组机械效率的因素”是本节的难点。在教学过程中通过设置情境，实验探究和实例分析让学生理解有用功、额外功和总功，达到使其真正理解机械效率含义的目的突出重点；组织学生以小组为单位经历探究影响滑轮组机械效率的因素的全过程，让他们通过思考、分析、实验、总结等过程突破本节的学习难点，既能激发他们的学习兴趣，又能提高他们的各种能力。 学情分析： 学生在前面已经对“简单机械”、“功”和“能”进行了学习，在日常生活、学习中也可以体会到其他方面的“效率”问题，已经具备学习本节内容的基础。所以合理的设置情境，让学生发现问题，在已有知识和能力的基础上，让学生设计方案解决问题，对于他们来说既有一定的难度，又可以在教师的适时帮助下经过努力合作完成，这样的课程设计可以充分激发学生的求知欲，让更多的学生主动参与到学习中来，在学习的过程中不断提高学生的综合素质和各种能力。 教学目标： 1．知识与技能 （1）能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。 （2）能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的。能利用机械效率的公式进行简单的计算。 （3）通过实验了解滑轮组机械效率的高低与哪些因素有关。 2. 过程与方法 通过参与探究动滑轮、滑轮组等简单机械的机械效率的活动，学习科学探究实验的方法。 3. 情感态度与价值观 通过对机械效率的了解，认识到机械效率反应机械对能源的有效利用成分。以滑轮组为例，探究影响机械效率的因素，提高机械效率可以缓解能源危机，有节约能源的意识。 教学重点： 机械效率概念的理解 教学难点： 探究影响滑轮组机械效率的因素

江苏省无锡市蠡园中学九年级物理《机械效率》学案 人教新课标版

江苏省无锡市蠡园中学九年级物理《机械效率》学案人教新课标版 一、学习目标 1．知道什么是有用功、额外功和总功。 2．理解什么是机械效率及机械效率小于1及没有单位的原因． 3．会利用公式η＝W有／W总进行有关计算． 4．知道影响机械效率的因素及提高机械效率的方法。 二、知识回顾 利用如图所示动滑轮将重100N的物体匀速提起，若动滑轮自重 20N，不计绳重和摩擦，请思考并计算： 拉力F= , 若物体被提升了6m，绳子被拉上去 计算这个这个人做的功（写公式并代入） 若不用动滑轮直接把物体提高6m，计算需对物体做功（写公式 并代入） 三、新课学习 目标一：明确几个概念：有用功、额外功和总功 （请按你自己的理解把左面的3个物理名词填在下面。） 使用机械时，真正对完成工作任务有用的功叫做；除此之外，对完成工作任务无用而又不得不做的功叫做；二者之和叫做 . 看看你是否真正理解了有用功、额外功和总功： 1．我们用桶从井中提水的时候，我们的任务是提水，那么对做的功是有用功，为了提水，我们用了桶这种机械，则对做的功是额外功，这个功我们不想做但为了完成提水的任务不得不做所以是额外功；我们手的拉力同时 把水和桶提起，即我们手的拉力做的功是前面两种功 的总和，是。 2．如果桶掉进井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带 有一些水，这时人对带有一些水的桶做的功是 功，对水做的功是功。 3.某人用两种方法把沙子运上三楼，如图所示， 把沙子运上三楼是目的，所以人对沙子做的功是 请判断这两种方法做的有用功的是否相同_______， 用动滑轮和桶提沙子对______________做的功是额外功；用动滑轮和口袋提沙子对

机械优化设计课程教学大纲知识分享

《机械优化设计》课程教学大纲 一．课程基本信息 开课单位：机械工程学院 英文名称：Mechanical Optimize Design 学时：总计48学时，其中理论授课36学时，实验（含上机）12学时 学分：3.0学分 面向对象：机械设计制造及其自动化，机械电子工程等本科专业 先修课程：高等数学，线性代数，计算机程序设计，工程力学，机械原理，机械设计 教材：《机械优化设计》，孙靖民主编，机械工业出版社，2012年第 5版 主要教学参考书目或资料： 1.《机械优化设计》，陈立周主编，上海科技出版社，1982年 2.《机械优化设计基础》，高健主编，机械工业出版社，2000年 3. 其它教学参考数目在课程教学工作实施前另行确定 二．教学目的和任务 优化设计是60年代以来发展起来的一门新学科，它是将最优化方法和计算机技术结合、应用于设计领域而产生的一种现代设计方法。利用优化设计方法可以从众多的设计方案中寻找最佳方案，加快设计过程，缩短设计周期，从而大大提高设计效率和质量。优化设计方法目前已经在机械工程、结构工程、控制工程、交通工程和经济管理等领域得到广泛应用。在机械设计中采用最优化方法，可以加速产品的研发过程，提高产品质量，降低成本，从而达到增加经济效益的目的。学生通过学习《机械优化设计》课程，可以掌握优化设计的基本原理和方法，熟悉建立最优化问题数学模型的基本过程，初步具备对工程中的优化设计问题进行建模、编程和计算的应用能力，为以后从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。 三．教学目标与要求 本门课程通过授课、计算机编程等教学环节，使学生了解优化设计的基本思想，优化设计在机械中的作用及其发展概况。初步掌握建立数学模型的方法，掌握优化方法和使用MATLAB优化工具箱能力。并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力 四．教学内容、学时分配及其基本要求 第一章优化设计概述（2学时） （一）教学内容 1、课程的性质、优化的含义；优化方法的发展与应用；机械优化设计的内容及目的；机械优化设计的一般过程 2、机械优化设计的基本概念和基本术语；优化设计的数学模型；优化问题的几何描述；优化设计的基本方法 （二）基本要求 机械优化设计的内容及目的。明确优化的含义、任务，性质、内容、明确本课程的研究对象、、1． 2、了解机械忧化设计的一般过程（步骤）。 3、掌握设计变量、目标函数、约束条件以及优化设计数学模型的一般形式。 第二章优化方法的数学基础（6学时） （一）教学内容 1、函数的梯度与二阶导数

机械效率分析教案

机械效率分析教案 【设计理念】 1.本节课首先通过具体的情景让学生知道有用功、额外功、总功;在此基础上理解机 械效率，并通过探究斜面的机械效率，加深机械效率的认识。 2。通过对机械效率的学习，让学生对效率问题在更广阔的背景下有个初步的概念， 使学生把物理学习与自己的生活实际联系起来，具有于任何事情都要注意效率的科学态度。 【教材分析】 教学目标知识与技能1.知道有用功、额外功、总功 2.理解机械效率，会计算机械效率 过程与方法1.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 2.探究：斜面的机械效率 3.学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律 情感态度与价值观使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理，具有将科学技术应用 于日常生活、社会初中的意识。 教学重点1.理解机构效率 2.探究斜面的机械效率 教学难点理解机械效率 教学方法讨论，探究 教具和媒体长木板、木块、弹簧秤、刻度尺、细线、棉、多媒体辅助教学课件 【教学过程实录】 一、引入新课 师：小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙 子运到二楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的 办法最好? 生：小组讨论后自由回答 (把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上;在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装 入袋子沿着木板推到楼上……)

二、进行新课 师：假如用动滑轮提升沙子，请同学们观着提沙子的过程(媒体显示)。 生：观察思考。 师：对谁做的功是我们需要的? 生：对沙子做的功。 师：(板书有用功：我们所需要的功。) 哪部分功是我们不需要，但不得不做的? 生：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。 师：(板书额外功：工作时，对于额外负担所不得不做的功。) 一共做的功等于什么? 生：有用功与额外功之和。 师：(板书总功：有用功与额外功之和。) 假如用斜面推沙子(媒体显示)，有用功、总功、额外功各是多少? 生：(计算回答) 师：假如我们用下面三种方法搬运沙子(媒体显示)， 你认为哪一种方法最好?为什么? 生：讨论回答。(第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少。) 师：工作中，我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。(板书机械效率：有用功在总功中所占的比例)表示机械效率;W有表示有用功;W总表示总功。那么，机械效率应该怎样表示? 生： 师：根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少? 生：计算回答。 师：观察计算结果，对“机械效率”，你能发现什么? 生：讨论回答。(机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。)

初中物理《机械效率》教案

初中物理《机械效率》教案 一、教学目标 1.理解有用功、额外功、总功及三者之间的关系;理解机械效率的定义和公式，能够利用公式进行有关计算。 2.通过观察和实验认识有用功、额外功和总功;通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。 3.本节课注重与生活的联系;关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识，从而增强将科学服务于人类的责任感。 二、教学重、难点 1.有用功、额外功、总功的意义及三者之间的关系;机械效率的概念。 2.影响机械效率大小的因素。 三、教学过程 环节一：导入新课 【创设情境】 教师出示一张图片。提出问题：生活中听过关于效率的词语，学生能够回答出：工作效率，学习效率等。根据学生回答引出课题《机械效率》。 环节二：新课讲授 【生成概念】 1.组织学生完成书中“使用动滑轮是否省功”这一实验。 提出问题：学生猜想定滑轮和动滑轮拉同一物体到同一高度做的功是否相同。

实验：(1)让一位同学到讲台上，一位同学用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，并计算拉力所做的功。 (2)再让另一位同学到讲台上，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，在做这个演示实验之前，提问两次拉力做的功是否相同，然后开始实验，再次计算拉力所做的功。 提问，两次实验中拉力做的功为什么不同?提问后总结：尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力所受的重力以及摩擦等因素的影响，所以通过动滑轮拉动钩码，拉力做的功要多一些。 环节三：巩固提高 【深化理解】 学完本节课的新内容之后，让学生小组讨论，机械效率是否能够达到100%。 通过总结学生回答得到机械效率不能达到100%。 环节四：小结作业 小结：教师提问学生回答的方式进行总结，梳理本节课知识点。 作业：如何提高生活中常见机械的工作效率。 四、板书设计

初中物理机械效率教案

《机械效率》教学设计 一、教学目标 1.理解有用功、额外功、总功及三者之间的关系;理解机械效率的定义和公式，能够利用公式进行有关计算。 2.通过观察和实验认识有用功、额外功和总功; 通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。 3.本节课注重与生活的联系;关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识，从而增强将科学服务于人类的责任感。 二、教学重、难点 1.有用功、额外功、总功的意义及三者之间的关系;机械效率的概念。 2.影响机械效率大小的因素。 三、教学过程 环节一：导入新课 【创设情境】 教师出示一张图片。提出问题：生活中听过关于效率的词语，学生能够回答出：工作效率，学习效率等。根据学生回答引出课题《机械效率》。 环节二：新课讲授 【生成概念】 1.组织学生完成书中“使用动滑轮是否省功”这一实验。 提出问题：学生猜想定滑轮和动滑轮拉同一物体到同一高度做的功是否相同。 实验： (1)让一位同学到讲台上，一位同学用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，并计算拉力所做的功。

(2)再让另一位同学到讲台上，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，在做这个演示实验之前，提问两次拉力做的功是否相同，然后开始实验，再次计算拉力所做的功。 提问，两次实验中拉力做的功为什么不同?提问后总结：尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力所受的重力以及摩擦等因素的影响，所以通过动滑轮拉动钩码，拉力做的功要多一些。 环节三：巩固提高 【深化理解】 学完本节课的新内容之后，让学生小组讨论，机械效率是否能够达到100%。 通过总结学生回答得到机械效率不能达到100%。 环节四：小结作业 小结：教师提问学生回答的方式进行总结，梳理本节课知识点。 作业：如何提高生活中常见机械的工作效率。 四、板书设计

八年级物理下册 9.6 测滑轮组的机械效率教案 (新版)北师大版

9.6实验：测滑轮组的机械效率 一、教具 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． 二、教学过程 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”． （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）． 课后反思：在实验过程中让学生自己找到影响滑轮组机械效率的因素。7.1 《力》 【教材分析】 力是生活中常见的一种物理现象，力学是初中物理的重点知识。学好力的概念是今后学习力学知识的基础。 【学情分析】 在日常生活中，学生对力已有许多感性认识，如何将感性认识转化为理性知识是本节教学的难点。先让学生列举一些有关力的实例，然后用不完全归纳法归纳出力是物体对物体的作用；再通过实验现象概括出力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变；最后通过实验，让学生体验力的作用是相互的。本节教学设计的思路是“实例（实验）——分析——概括”。教学中要注意联系生活实际，突出科学探究中的分析与论证这一环节。 二、 三、过程与方法 1.通过活动和生活经验感受力的作用效果。 2.了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象。 3.“实例——分析——概括”。 三、情感、态度与价值观 1.通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理。 2.善于将自己的见解公开并与他人交流，认识交流与合作的重要性。 【教学重难点】 教学重点： 1.力的概念、单位及其作用效果。 2.力的三要素，会用示意图表示力。 教学难点： 1.力的概念。 2.认识物体间力的作用是相互的，并解释有关现象。 【教学方法】 观察法、实验法、讨论法、探究法，分析归纳法 【教学用具】 气球，弹簧，磁铁，铁钉，多媒体课件。

123机械效率导学案

《机械效率》导学案 学习目标知道有用功、额外功、总功理解机械效率，会计算机械效率 教学重点：1．理解机构效率；2．探究斜面的机械效率。 教学难点：理解机械效率 学习过程 一、预习导学 1．下图中分别用三种方式把沙子提到装修的楼上去，哪些是有用功？哪些是额外功？总功？ ⑴几个基本概念： 有用功W有用：将重物提升一定高度所做的功 额外功W额外：克服摩擦力和克服动滑轮重力所做的功 总功W总：手的拉力对动滑轮做的功 ⑵三者之间的关系：或 ⑶机械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；机械效率用百分数表示，没有单位。 即：计算公式： 二、进行新课 1.思考： ⑴关于机械效率的说法中正确的是（） A．越省力的机械，效率越高 B．做有用功越多的机械，效率越高 C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D．做功越快的机械，效率越高图１ ⑵如图１所示，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1.5 m，动滑轮重力2 N， 求：（1）拉力F；（2）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。 解: (1) Ｆ＝__________ ＝ _____________ ＝ ____ N. (2)物体上升距离 h ＝_________ ＝ ____ m. (3)有用功：Ｗ有＝_______ ＝ __________________＝______ J. 总功：Ｗ总＝_______ ＝ ___________________＝______ J 机械效率：η＝ ______________________________ 答：略 ２.测滑轮组的机械效率： 实验原理： 实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。 注意事项：竖直向上，缓慢拉动测力计。 实验1：保持动滑轮重一定，改变钩码重力。如图２ G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J 1 2 3 结论：图２ ____________一定,物重越 ____，机械效率越 _____。 实验2: 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。如图３ G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J 1 2 结论： ______ 一定，动滑轮越 ____，机械效率 _____。 滑轮组的机械效率影响因素： 原理: 图３ W Gh W Fs η== 有 总

机械化专业教学纲要

机械化专业教学纲要 目录 《画法几何及机械制图》课程教学纲要 (2) 《理论力学》课程教学纲要 (8) 《材料力学》课程教学纲要 (12) 《机械设计》课程教学纲要 (16) 《电路基础》课程教学纲要 (23) 《电子技术》课程教学纲要 (27) 《控制工程》课程教学纲要 (32) 《金属工艺学》课程教学纲要 (35) 《计算机辅助设计》双语教学课程纲要 (38) 《微机原理与接口技术》课程教学纲要 (42) 《机电传动与控制》课程教学纲要 (46) 《可编程控制器》课程教学纲要 (52) 《机械制造工艺学》课程教学纲要 (56) 《传感器与测试技术基础》课程教学纲要 (61) 《液压与气压传动》课程课程教学纲要 (64) 《数控技术》课程教学纲要 (68) 《机械制造装备设计》课程教学纲要 (73) 《计算机控制技术》课程教学纲要 (76) 《机械优化设计》课程教学纲要 (79) 《数控编程》课程教学纲要（双语） (82) 《CAPP》课程教学纲要 (84) 《先进制造技术及应用》课程教学纲要 (88) 《现场总线技术》教学纲要 (93) 《CAXA》课程教学纲要 (95)

《电子CAD》课程教学纲要（双语） (97) 《机电一体化控制技术与系统》教学纲要 (101) 《工程概论》课程教学纲要 (105) 《实用软件》课程教学纲要（双语） (107) 《画法几何及机械制图》课程教学纲要 一、课程概述 （一）课程学时与学分 课程归属代码：0601 开课专业：机械设计制造及自动化开课学期：第一、二学期课程学时：120学时（理论讲授学时：100学时；实验学时：28学时；课程讨论学时：4学时；课外实践学时：2学时）学分：6学分 （二）课程性质 本课程是机电一体化专业一门必修专业技术基础课。它研究解决空间几何问题以及用投影法绘制和阅读机械图样的理论和方法。 本大纲应侧重在视图理论、制图基础及机械图部分，授课以课堂教学为主，可采用先进的多媒体教学方式以提高教学效果。工业设计专业应加强轴测图理论及画法部分，以提高学生绘制三维图的能力。机电一体化学生要求能正确地绘制和阅读一般零件图和中等复杂程度的装配图，工业设计学生不仅要求能绘制和阅读一般零件图和一般装配图，而且要求能绘制一般零件和一般装配体的立体效果图。 本课程的主要任务： 1.学习正投影法的基本理论及应用； 2.培养绘制和阅读机械图样的能力； 3.培养空间几何问题的图解能力； 4.培养空间想象能力和空间分析能力； 5.对计算机绘图有初步了解； 6.培养耐心致的工作作风和严肃认真的工作态度。 （三）教学目的 学生学完本课程后，应达到如下要求： 1.掌握正投影的基本理论、方法和应用；了解轴测投影的基本知识，并掌握其基本画法。 2. 能作图解决空间定位问题和度量问题。 3. 能正确使用绘图工具和仪器，掌握用仪器和徒手绘图的技能。会查阅零件手册和国家标准。 4.能正确地绘制和阅读一般零件图和中等复杂程度的装配图。所绘图样应做到：投影正确，视图选择与配置恰当，尺寸完全，字体工整，图面整洁，符合机械制图国家标准。

【初中物理】机械效率教案 人教版

第四节机械效率 （一）教学目的 1．知道有用功、额外功和总功及三者的关系． 2．初步理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率． 3．培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度． （二）重点与难点 对机械效率概念的理解． （三）教具 一定一动滑轮组、两定两动滑轮组、长木板、贴有毛巾的长木板各6件；木块、弹簧秤、铁架台、刻度尺各24件． （四）教学过程 一、引入新课 师：由于近几天的连续阴雨，我们的教学楼上有的地方漏雨了，现在急需把100牛顿重的砂子运用9米高的楼上，做修理楼顶用．想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？ （找几个同学答，准备一桶砂子让学生提一提．） 生甲：可以把砂子装在桶里，人提上去，或用绳子拉上去． 生乙：可以用起重机吊上去． 生丙：还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去． 师：同学们回答得都很好．我们还可以提出许多办法将砂子运上楼去．现在我们选取其中的一种做个模拟实验． 师：［实验1」这是一定一动滑轮组（图25－1），选取最省力的绕法；用1牛顿代表10牛顿，用1厘米来代表30厘米；物体重10牛顿，每个滑轮重1牛．请同学们观 察，现在是几段绳子承担物体与滑轮的总重？ 生：三段． 师：把这桶100牛顿重的砂子运到9米高的楼上时，绳子末端通过的距离S为多少？ 生：S=3h=27米．

（观察：把物体提高10厘米时绳子末端通过的距离——为30厘米）． 师：作用在绳子末端的力是多大呢？ （观察：与绳子末端相连的弹簧秤的示数——为4.5顿）． 师：由上面的模拟实验可知，通过滑轮组把重100牛顿的砂桶提高9米，实际用力（绳端）需45牛顿，绳端移动距离为27米。根据上节课学过的功的概念，我们一起来计算：（1）把100牛顿重的砂子运到9米高的楼上，需要做多少功？ [板书1] w 1＝G ·h ＝100牛X9米=900焦 师：（2）通过滑轮组将砂子运上去，实际做了多少功？ [板书2] w 2＝F ·S ＝45牛X27米=1205焦 师：根据功的原理，这两个功应该相等，可实验结果，这两个功并不相等．想想看，是什么原因？ 生甲：作用在绳子末端的力大了，因为动滑轮和桶都有自重，提高砂子时也要提高桶和动滑轮，F> 3 G 所以实际做的功多了。 生乙：绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功． 二、进行新课 1．有用功、额外功、总功 师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100牛顿重的砂子运到9米高的楼上所做的功，无论采取哪种方法都是必须做的功，是有用功．用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的有用功的同时，还不得不对桶、动滑轮做功，把它们也运了上去．此外还要克服绳与滑轮间的摩擦做功等等．这部分功是我们不需要做的，但又不得不做的功，是额外功． [板书1]．有用功、额外功、总功 有用功：对人们有用的功．（W 有） 额外功：对人们完成某种任务而言是没有用的，但又不得不做的功．（W 额） 总功：有用功与额外功的和．（W 总） 2．实验与讨论 （1）学生分组实验（分4个内容，每个内容6个小组，共24个小组，4个实验并进．每组的实验装置事先准备好，并将各内容的实验步骤写成实验报告，印发给每个小组）．

第1课时-认识机械效率(导学案)

第3节机械效率 第1课时认识机械效率 课题认识机械效率课型新授课 教学 目标 知识与技能 1.能结合实例了解什么是有用功、额外功和总功. 2.理解什么是机械效率. 过程与方法 1.通过思考和讨论，知道W有用\,W额外\,W总的含义并清楚它们 之间的关系. 2.通过观察、分析和讨论，理解额外功产生的原因，知道机械效率 η<1. 3.会正确进行有用功、总功、机械效率的计算. 情感、态度 与价值观 培养学生自主学习、分析问题和归纳问题的能力，激发学生的求知 欲. 教学 重点 理解机械效率的概念，理解额外功产生 的原因，并能运用公式η=W有W总 ×100%进行计算. 教具准备 沙子、塑料桶、塑料袋、 细绳、弹簧测力计、滑轮、 刻度尺、多媒体课件等.教学教学 难点 知道机械效率η＜1，理解有用功、额 外功、总功之间的联系和区别. 教学课时1课时 法制渗透法制内容：《能源效率标识管理办法》 课前 预习 1.为达到某一目的必须做的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功 叫额外功；使用机械时，动力所做的功叫总功，它是有用功和额外功之和.三者的关系用字母表示：W总=W有+W额. 2.物理学中，将W有与W总的比值叫做机械效率，用字母η表示，则机械效 率的计算公式是 W W η=有 总 . 3.由于任何机械本身都有重力，转动部分都存在着摩擦，所以使用任何机械 都不可避免地要做额外功，因此机械效率总是小于1，使用任何机械不省功. 巩固 复习 教师引导学生复习上一节的内容，并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固. 新课 导入 师房屋装修时，要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法？请同学们思考讨论，将讨论结果记录下来，看哪一组同学想的办法最多？ 学生发表各自的看法. 师同学们说得很好，下面我们就以一个实验来探讨这个问题. 进行 新课 活动探究 教师选取动滑轮、塑料桶、塑料袋（重力忽略不计）提起沙子进行实验（可让学生实验）：第一次用塑料桶盛装一定重力的沙子进行实验,如图甲；第二次用塑料袋盛装相同重力的沙子提起相同高度进行实验,如图乙.把记录结果填在设计的表格中.

《机械优化设计》复习题 答案

《机械优化设计》复习题解答 一、填空题 1、用最速下降法求f(X)=100(x 2- x 12) 2+(1- x 1) 2的最优解时，设X （0）＝[-0.5,0.5]T ，第一步迭代的搜索方向为 [-47,-50]T 。 2、机械优化设计采用数学规划法，其核心一是寻找搜索方向，二是计算最优步长。 3、当优化问题是凸规划的情况下，任何局部最优解就是全域最优解。 4、应用进退法来确定搜索区间时，最后得到的三点，即为搜索区间的始点、中间点和终点，它们的函数值形成 高－低－高 趋势。 5、包含n 个设计变量的优化问题，称为 n 维优化问题。 6、函数 C X B HX X T T ++2 1的梯度为B 。 7、设G 为n×n 对称正定矩阵，若n 维空间中有两个非零向量d 0，d 1，满足(d 0)T Gd 1=0，则d 0、d 1之间存在共轭关系。 8、 设计变量 、 目标函数 、 约束条件 是优化设计问题数学模型的基本要素。 9、对于无约束二元函数),(21x x f ，若在),(x 20100x x 点处取得极小值，其必要条件是 ，充分条件是 ( 正定 。 10、 K-T 条件可以叙述为在极值点处目标函数的梯度为起作用的各约束函数梯度的非负线性组合。 11、用黄金分割法求一元函数3610)(2+-=x x x f 的极小点，初始搜索区间]10,10[],[-=b a ，经第一次区间消去后得到的新区间为 [-2.36 10] 。 12、优化设计问题的数学模型的基本要素有设计变量、 目标函数 、 约束条件。 13、牛顿法的搜索方向d k = ，其计算量大 ，且要求初始点在极小点 附近 位 置。 14、将函数f(X)=x 12+x 22-x 1x 2-10x 1-4x 2+60表示成 C X B HX X T T ++2 1的形式 。 15、存在矩阵H ，向量 d 1，向量 d 2，当满足d 1T Hd 2=0，向量 d 1和向量 d 2是关于H 共轭。 16、采用外点法求解约束优化问题时，将约束优化问题转化为外点形式时引入的惩罚因子r 数列，具有单调递增特点。 17、采用数学规划法求解多元函数极值点时，根据迭代公式需要进行一维搜索，即求最 1k k H g --

机械效率教案设计

机械效率教案设计集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

机械效率教材分析 本章内容大致可以分为两个部分：第一部分主要介绍功；第二部分主要介绍机械能。功部分主要学习做功的多少，做功的快慢，做功的效率。机械效率是在前面简单机械和功的基础上进行得更深一层的学习。它与我们的生活息息相关，机械效率的概念已广泛应用于工作，生活和学习等方面，有必要让学生去探究，理解。 机械效率的概念涉及面广，内容抽象。教材通过生活事例：因装修房子的需要，要把一定量沙子从一楼运往三楼。然后提出三种方案，让学生通过计算说明那种方案较好，进而让学生明白，什么是有用功，什么是额外功，什么是总功，什么是机械效率。认识机械效率的物理意义和现实意义，计算公式，知道实际的机械效率不可能是100%，教材最后通过测斜面机械效率的探究活动，一方面提高学生科学探究能力，另一方面，加深了学生对机械效率的更进一步的理解，同时在探究过程中，培养学生严谨求实的科学态度。从而增强将科学服务于人类的责任感。 教学目标 知识与技能： 1.了解什么是有用功、额外功和总功。 2.理解什么是机械效率。 过程与方法：通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟定 简单的科学探究计划和实验方案。 情感态度与价值观：通过学习培养高效做事的思想和勇于探究事 实求是的科学态度。 教学重点：1．理解机械效率；2．探究斜面的机械效率。

教学难点：理解机械效率。 教学准备：长木板、木块、弹簧秤、刻度尺、细线。 教学过程 一、复习、引入新课 复习： 1.什么是功？功的两个主要因素是什么？ 2. 将重20 N的重物匀速举高2ｍ，人需做多少 功？ 探究活动： 目的；因装修房子的需要，要把沙子从一楼运往三楼。 方案； 1.将沙子装进桶里提上三楼； 2.将沙子装进桶里用动滑轮提上三楼； 3.将沙子装进袋子里用动滑轮提上三楼； 问题；那种方案较好？ （已知：沙子重100N，人的体重４00 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N ，每层楼高3ｍ） 讨论并计算：1.我们的目的是什么？那部分功对我们是有用的？ 2.为了达到目的，采用上面的三种方案人实际总共做 功各是多少？那些功人不想做，但采取这种方案又无法 避免，对达到目的来说是额外的？它们各是多少？ 3.那种方案较好？怎样比较？ 教师小结，给出有用功、总功、额外功的定义，并说明可用有用功与总功的比值来反眏完成某任务所采取的方案的划算程度，物理上把它叫做为机械效率。今天，我们就一起来学习机械效率。 板书课题：机械效率 二、新课学习 1. 机械效率 教师引导学生总结上面讨论的问题给出定义。 板书：有用功：我们所需要的功 额外功：我们不需要但是不得不做的功

机械效率学案

机械效率 【学习目标】 1.理解什么是有用功，额外功和总功，理解三功之间的数量关系。 2.知道什么是机械效率，并能用机械效率公式准确计算。 3.知道机械效率取值范围及原因。 【学习重点】有用功，额外功和总功， 【学习难点】机械效率，能用机械效率公式准确计算 课前预习学案 1.做功的两个必要因素：一是物体要作用，二是物体要在方向上通过一定的。 2.功等于与的乘积。用公式表示。 3.________ _______叫做有用功。 4._______________________叫做额外功。 5._______________________叫做总功。 6.__________________________叫机械效率。其公式是_________________ 课内探究学案 一、导入 1．提出问题：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？ 2．怎样探究这个问题？ 二、机械效率 1.使用动滑轮是否省功 （1）设计实验方案： （2）实验过程 如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢提升到一定高度，计算拉力所做的功W=Gh。 如图乙，用弹簧测力计并借助动滑轮将钩码缓慢提升到同一高度，再次计算拉力所做的功W=Fs。实验发现，Gh与Fs相等吗？如不等，哪个大？为什么？ 2.有用功和额外功

A.那么为了完成目的而做的功是对_____做的功。 B.为了达到目的不得不多做的功是对_______做的功。 C.那么在整个过程中人所做的总功是对____和______做的功。 结合86页内容总结： 有用功是_______________________________________________。 额外功是________________________________________________。 总功是____________________________________________。 【一标一练】 1.甲用桶从井中提水其中对_______做的功是有用功,对_____做的功是额外功，有用功和额外功的总和是__________。 2.乙从井中捞水桶，桶中带有半桶水，则对_____做的功是有用功，对____做的功是额外功，___________________________是总功。 3.假如用斜面推沙子，对_________做的功是有用功、对_______做的功是额外功，___________________________是总功。 4.使用滑轮组提起10N的重物，使它上升0.2米，拉力是4N，拉力的作用点上升了0.6米，拉力对滑轮所做的功___J，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为___J，这个功叫___功。用来克服滑轮重力、绳重和滑轮间摩擦所做的功叫功。 3.机械效率 1.有用功与总功的比值不同反应了机械的什么不同? 。 2.使用任何机械都不可避免的要做额外功。而我们希望所做的额外功越______越好，即有用功占总功的比越大越好，这就是我们所说的机械效率。 3.分析可知___________跟______________的比值叫机械效率。即?=____________（字母表达式）变形公式W有用=_______W总=_________。其中?表示___________，你认为机械效率有单位吗？为什么？，用表示，有没有机械效率等于100%的机械？为什么？。 4. 由于使用任何机械都不可避免的要做额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总是_____________。 二、实验：测量滑轮组的机械效率 1.测定滑轮组的机械效率 原理 测量的物理量：钩码的重、钩码提升的高度、拉力、绳子移动的距离 器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计示数大小不变。 结论：影响滑轮组机械效率的因素;(1) (2) (3) 1、如图所示，在测定滑轮组机械效率的实验中： (1)实验原理是___________． (2)直接测得的物理量是_________、____________、_________、_____________. (3)实验中应选用的测量工具是______________． (4)测量时，必须___________拉动弹簧测力计． (5)如果使钩码升高的高度增加为原来的2倍，机械效率将_________.(填"增大"减小"或"不变【一标一练】某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得