机械效率教案设计
《测量滑轮组机械效率》教学设计
【教学目标】
1.知道测量滑轮组机械效率的方法
2.能设计实验，测定滑轮组的机械效率
3.知道提高机械效率的实际意义和方法 【学情分析】
测量“滑轮组机械效率”是学生在学习了《滑轮组（第一课时）》的基础上进行的实验课。学生已经通过滑轮组提升重物，知道了什么是总功、有用功、额外功的概念。本节课就是要引导学生，利用滑轮组提升钩码，测量其中的相关物理量，从而计算出滑轮组机械效率。整个教学过程以学生为主体，引导学生积极思考探究，层层递进，注重学生发现问题、分析问题和解决问题能力的培养。
【重点、难点】设计实验测量滑轮组的机械效率，探究影响滑轮组机械效率的方法 【教学方法】讨论、实验、归纳
【教学媒体】多媒体、滑轮组、钩码、直尺、弹簧测力计、细线 【教学过程】 一、引入
师：上一节课我们学习了机械效率的基本概念和公式，请同学们回忆：
1. 什么是机械效率
2. 机械效率的公式
生：有用功占总功的百分比叫机械效率。 二、教学过程 （一）实验方案的设计 1.实验原理
师：由于机械效率是机械性能的一个重要标志，所以今天我们来测一测利用滑轮组提升钩码时的机械效率。
师：既然机械效率的公式我们已经知道了，那么我们是不是可以利用这个公式来解决我们的问题呢。所以，在这个实验中，我们的测量原理是什么？ 生：
师：其中W 有是机械的哪一部分所做的功，又如何测量呢？
生：W 有是滑轮对重物做的功，测量出物重G 、物体上升的高度h ，利用W=Gh 计算 师：那么W 总又是机械哪一部分做的功，又如何测量呢？
%
100?=
总
有W W
η%100?=总
有W W η
生：W 总是拉力所做的功，用弹簧测力计拉着物理竖直向上匀速拉动，测出力F ，以及绳子自由段移动的距离S ，利用W 总=FS 计算得出总功的大小。 师：接下来，又该如何处理以上的数据呢？
生：利用公式
算出机械效率。
2.实验器材
师：如果给同学们一定、一动两个滑轮，你将绕成怎样的滑轮组？ 生：
师：我们选取哪一个滑轮组呢？
生：第一种。 师：为什么？
生：考虑到弹簧测力计的使用问题，读书时比较方便；如果是另一种绕法的话，在弹簧测力计读书时，由于弹簧测力计要倒过来读数，所以弹簧的自重会影响读数。因此选择第一种绕法。
师：实验时，有什么主意事项呢？ 生：弹簧测力计要竖直向上匀速拉动。 3.表格设计
师：好，同学们是不是可以根据刚才大家讨论的内容，试着将实验表格设计一下呢？ 生：设计实验表格
师：好，下面就请各小组进行物理量的测量。 （二）学生实验 （三）学生汇报实验数据
%
100?=
总
有W W η
（四）分析实验结果
师：各小组汇报已经将各自的机械效率算出来了。每组机械效率怎么会不一样呢？是什么因素影响了机械效率的高低呢？
生：1、2、3组使用的是同一组滑轮组，所挂钩码重不一样，所以1、2、3组数据可以看出，机械效率与所挂物体的重力有关。
生：1和4，物重一样，但是由于不是同一个滑轮组，所以额外功不一样，而这两个滑轮组主要是动滑轮重不一样。因此，动滑轮的重会影响机械效率的高低。 师：除此以外，你认为还有什么因素会影响机械效率的高低？ 生：绳重和摩擦
师：绳重和摩擦为什么会影响呢？
生：克服绳重和摩擦力所做的功，是额外功，所以会影响机械效率的高低。 师：从以上分析你能总结出提高机械效率的方法吗？ 生：在额外功一定时，增加有用功，如增加物重；
在有用功一定时，减小额外功，如减少动滑轮重、减小摩擦、减少绳重。 三、课堂小结
1.测量滑轮组机械效率的原理：
2.所测的物理量：G h F s
3.影响滑轮组机械效率的方法：
（1）在额外功一定时，增加有用功，如增加物重；
（2）在有用功一定时，减小额外功，如减少动滑轮重、减小摩擦、减少绳重。
%
100?=
总
有W W η
四、作业布置
【教学反思】
“测量滑轮组机械效率”是第十三章综合性学习内容，需要结合之前学的简单机械、功的相关内容。本节课是在学生学习了“机械效率”第一课时的基础上进行的一次实验课。需要学生通过老师的引导自己去设计实验、进行实验、分析实验数据，通过数据的分析总结出影响滑轮组机械效率高低的因素。因此本节课非常能考查学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力。
这是一个测量型实验，基本思路是：
1.确定实验原理。
2.依据实验原理，分析需要求出和测出哪些物理量。
3.确定需要什么测量工具。
4.为了达到测量这些物理量的目的，分析应该怎样组装器材，在此过程中确定所需要的其它辅助性器材。
为了使学生们能顺利完成实验，减少盲目性，避免忙乱操作，我将实验时应注意的问题，实验操作中要突破的难点和操作要点归纳成几个问题，通过提问的方式，启发学生思考。学生顺着指导思路去思考、讨论、分析，使其思维有序，这样就优化了实验过程。
在各小组进行实验探究时，每组的钩码有数个，同一小组内通过改变所挂钩码的个数来改变物重，从而可以探究物重对滑轮组机械效率的影响；而不同的小组所用的滑轮组不一样，从而可以探究滑轮（动滑轮）对机械效率的影响。通过不同小组的实验数据总结实验结论。在实验过程中注意控制变量，注重了物理方法的引导。
在实验结束后，我还准备了一个讨论问题：如果没有刻度尺，测不出s和h的具体值，能不能测出机械效率呢？留着给那些基础好，接受能力快的学生去思考。
学生在整个学习过程中，通过小组合作以及老师的引导能够顺利完成实验以及实验结果的分析。学生通过亲自动手，加深了对机械效率概念的理解，同时也对影响因素有了更加深入的理解，在处理实际问题的时候可以灵活应用。
机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)
基于MATLAB工具箱的机械优化设计 长江大学机械工程学院机械11005班刘刚 摘要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。本文系统介绍了机械优化设计的研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了MATLAB 在工程上的应用。 关键词：机械优化设计；应用实例；MATLAB工具箱；优化目标 优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。 国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。目前, 优化设计已成为航空航天、汽车制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环节。 一、机械优化设计研究内容概述 机械优化设计是一种现代、科学的设计方法, 集思考、绘图、计算、实验于一体, 其结果不仅“可行”, 而且“最优”。该“最优”是相对的, 随着科技的发展以及设计条件的改变, 最优标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化, 要求人们根据事物的客观规律, 在一定的物质基和技术条件下充分发挥人的主观能动性, 得出最优的设计方案。 优化设计的思想是最优设计, 利用数学手段建立满足设计要求优化模型; 方法是优化方法, 使方案参数沿着方案更好的方向自动调整, 以从众多可行设计方案中选出最优方案; 手段是计算机, 计算机运算速度极快, 能够从大量方案中选出“最优方案“。尽管建模时需作适当简化, 可能使结果不一定完全可行或实际最优, 但其基于客观规律和数据, 又不需要太多费用, 因此具有经验类比或试验手段无可比拟的优点, 如果再辅之以适当经验和试验, 就能得到一个较圆满的优化设计结果。 传统设计也追求最优结果, 通常在调查分析基础上, 根据设计要求和实践
初三物理功和机械效率经典练习题
吴老师物理辅导功和机械效率经典题集 1．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N ，动滑轮重1N 。物体A 在拉力F 的作用下，1s 内将重为8N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了0.2m 。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是 A ．绳子自由端移动速度为0.6m/s B ．滑轮组的机械效率为80% C ．拉力F 的功率为1.8W D ．拉力F 的大小为3n 2．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所用时间为２s ，作用在绳子末端的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ） Ａ．所做的有用功为１Ｊ Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％ 3．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物体速度v 与时间t 的关系如图乙所示。则第2秒末 时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F 做功是_________焦耳。 4．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率 。 (2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮 次数 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动 距离S/m 总功 W 总/J 机械 效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0. 3 0.48 83.3% 3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 F 图6
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
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
机械优化设计方法论文
浅析机械优化设计方法基本理论 【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主 要性能指标。 【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。
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
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
机械效率总复习题---经典题型总汇
机械效率总复习
1．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是A．拉力做的有用功是100J B．拉力做的总功是260J C．滑轮组的机械效率是65% D．物体上升过程中动能转化为势能 2．下列说法正确的是 A．机械做功越快，机械效率就越高 B．做功时间越长，机械功率越大 C．功率大的机械比功率小的做功快 D．所有机械的机械效率都小于1 3．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀 速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。则滑轮组的机械效率η=________。若物体 上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加” “减小”“不变”) 4．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比 A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少 5．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用、表示甲、乙两装置的机械效率，、表示拉力所做的功。 A．， B．， C．， D．，6．程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。己知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中________滑轮组来提起重物(选填“a”、b”或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果程跃的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率。
7．如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮 组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。已知小 民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对 绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F2:F1=________。 8．用滑轮组以不同速度匀运提升重物A，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F， 如图所示，不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时，重物A以速度v1匀速上升h所用 的时间为t1；当拉力F的功率为P2时．重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2；当拉力F的功率为时，重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为 A． B． C．D． 9．在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次科技活动中，某校物理小组的同学们分别用一轻质杠杆(不计杆重)、一只滑轮和一些细绳构成了如图所示的组合机械，其中O为支点，OA=3OB，他们发现使用组合机械可以更省力，如果提升G=90N的物体。在 不计滑轮重、杆重和绳重及部件间的摩擦时，拉力F= ________N。为了 测量这个组合机械的机械效率需要测量的物理量有(用文字和字母表示) ________；这个组合机械的机械效率为(用你选用的字母表示)η =________。 10．大军用某机械把500N的重物匀速提高0.5m，做的额外功是160J，则他做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少? 2．11．一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，已知绳的自由端拉力为25N。求：石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?J(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(、)
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。)
机械优化设计方法基本理论
机械优化设计方法基本理论 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。 1.2 约束条件 约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。按性质分为性能约束和边界约束，按作用可分为起作用约束和不起作用约束。针对优化设计设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法分类如下。约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组变量的间接限制。等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。
最新机械效率知识点梳理与典型例题
机械效率知识点梳理与典型例题 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列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：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功 最多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提 高1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断 出图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率 例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。
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。
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。
机械效率知识点梳理与典型例题
机械效率 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用 功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 说明：有时候额外功题目中已经忽略，则总功就等于有用功（在实际生活中不存在） 有用功和额外功并不一定是固定的，要根据事件的目的进行判定 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= = 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列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：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最 多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高 1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率（简单公式的运用）A、竖直方向
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
《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 --
机械优化设计习题及答案
机械优化设计习题及参考答案 1-1.简述优化设计问题数学模型的表达形式。 答：优化问题的数学模型是实际优化设计问题的数学抽象。在明确设计变量、约束条件、目标函数之后，优化设计问题就可以表示成一般数学形式。求设计变量向量[]12T n x x x x =L 使 ()min f x → 且满足约束条件 ()0 (1,2,)k h x k l ==L ()0 (1,2,)j g x j m ≤=L 2-1.何谓函数的梯度？梯度对优化设计有何意义？ 答：二元函数f(x 1,x 2)在x 0点处的方向导数的表达式可以改写成下面的形式：??? ?????????????=??+??= ??2cos 1cos 212cos 21cos 1θθθθxo x f x f xo x f xo x f xo d f ρ 令xo T x f x f x f x f x f ?? ????????=????=?21]21[)0(， 则称它为函数f （x 1，x 2）在x 0点处的梯度。 （1）梯度方向是函数值变化最快方向，梯度模是函数变化率的最大值。 （2）梯度与切线方向d 垂直，从而推得梯度方向为等值面的法线方向。梯度)0(x f ?方向为函数变化率最大方向，也就是最速上升方向。负梯度-)0(x f ?方向为函数变化率最小方向，即最速下降方向。 2-2.求二元函数f （x 1，x 2）=2x 12+x 22-2x 1+x 2在T x ]0,0[0=处函数变化率最 大的方向和数值。 解：由于函数变化率最大的方向就是梯度的方向，这里用单位向量p 表示，函数变化率最大和数值时梯度的模)0(x f ?。求f （x1，x2）在
机械效率实验题典型例题
机械效率实验题典型例题 1. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。 小杰和小华 各选取一种方法做实验。 (1) 小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。 他通过滑轮组 用3N 的拉 力F 将重4.8N 的物体匀速提升了 0.1m 的距离，此滑 轮组的机械效率为 。 (2) 小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小华在图 中画出滑轮组的绕线 'On 图23 甲 图15 乙 2. 图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自 由端，将总重为 6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的 A ，位置匀速竖直上升到 B ，位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则: (1) _____________________________ 钩码上升的高度是 cm ； (2) ___________________________ 拉力F 做的功是 J ; (3) ____________________________ 滑轮组机械效率是 %。(结果保留一位小 数) 3?小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图 23所示 (1) 表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 _ (2) _______________________________________ 根据另一组正确的 数据计算出的机械效率为 __________________________________ ;比较两次的机 实 物 I 物体上 拉 绳自由端 验次 重 升高度h/m 力F/N 上升距离s/m 械效率可以得出的结论是： _________________________ n 22乙 甲
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