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- 2021-11-01 发布
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第十章 机械与人
1 Ø 滑轮组机械效率的测量与探究
Ø 斜面机械效率的测量与探究
2
当堂
作业
逐点
导讲练
课堂
小结
课后
作业
思考:
机械效率的影响因素都有哪些?
知1-导1
实验:测滑轮组的机械效率
【实验目的】
1. 学习安装滑轮组。
2. 学习测滑轮组的机械效率。
3. 分析得出影响滑轮组机械效率的因素。
【实验原理】
G100% 100%
s
W h
W F
有用
总
知1-导
讨论:
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?
【实验器材】
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约
2m的细绳。
G100% 100%
s
W h
W F
有用
总
知1-导使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢?
用弹簧测力计测钩码的重力
知1-导你组装成的滑轮组!
知1-导
匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处,从弹簧秤
读出拉力F的数值。
钩码上升的
高度(h)
细绳自由端通
过的距离(s)
知1-导【实验步骤】
1. 照课本图,把滑轮组和刻度尺安装好,测出钩码G
的值,并记录表中。
2. 匀速竖直拉动弹簧测力计,使钩码G上升,读出弹
簧测力计所示拉力F的值 ,从刻度尺读出钩码升高
的距离h和弹簧测力计移动的距离S,记录数据在表
格中。
3. 分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。
4. 再安装另外的滑轮组,再重复上面的实验。
知1-导实验次数
物重G/N
高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
距离s/m
总功W总/J
机械效率
【分析讨论】
1. 比较两次两种滑轮组有什么不同?机械效率有何差异?
2.分析影响滑轮组机械效率的因素是什么?
知1-导
【请你思考】
影响滑轮组机械效率的因素
1. 滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
(减小摩擦可以减少额外功,提高机械效率)
2. 所提升的物重
(物重增加,机械效率也提高)
3. 动滑轮的自重
(减少动滑轮的重力,机械效率也提高)
知1-导
【请你思考】
如何提高机械效率 ?
•改进机械的结构,减小机械自重
例如:动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻
滑轮就可提高其机械效率。
•减小机械间的摩擦力
例如:加强机械运动部位的润滑。
知1-导
在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两
组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个
定滑轮测得前4组数据,用两个动滑轮和两个定
滑轮测得第5组数据,测得数据如下表:
【例3】
知1-讲
实验
次数
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
物体上
升高度
h/m
动力
F/N
动力作用
点移动距
离s/m
滑轮组的
机械效率
η/%
1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6
2 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.6
3 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6
4 0.5 4 0.1 2 0.3 ①
5 1 4 0.1 ② 0.5
知1-讲
知1-讲
(1)请根据前四组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的
绕绳方法;
(2)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计;
(3)表格中编号①处数据应为________;根据图乙中弹
簧测力计可知编号②数据应为______N;
匀速
66.7
1.6
知1-讲
(4)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与
__________________无关;
(5)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与
摩擦和_______________有关;
(6)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”,
你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的;
你是用小明收集的数据中________两组数据对比分析
来判断的。
物体被提升的高度
错误
4、5
被提升的物重
(来自《点拨》)
(1)由前4组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳
子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示;
(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才
能准确测出拉力的值;
(3)①
②由图知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,所以其示 数
为1.6 N;
【解析】
G 4N 0.1m100% 100% 100% 66.7%
s 2N 0.3m
W h
W F
有用
总
;
知1-讲
(4)第1、2组数据,动滑轮重、物体重相同,物体被提
升的高度不同,机械效率相同,可知同一滑轮组的
机械效率与物体被提升的高度无关;
(5)第3、4组数据,动滑轮、物体被提升的高度相同,
被提升的物体重不同,机械效率不同,可知同一滑
轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关;
知1-讲
(6)由表格中数据知,第5组滑轮组由5段绳子承担物重,
由计算可知,第5组比第4组滑轮组省力,但
机械效率更低,所以“机械越省力,它的机械效率
越高”的说法不正确。
G 4N 0.1m= 100% 100% 100%=50%
s 1.6N 0.5m
W h
W F
有用
总
知1-讲
知1-讲
此题是“探究滑轮组的机械效率”实验,考查了
滑轮组机械效率的计算,根据数据分析影响滑轮组机
械效率的因素,同时考查了有关滑轮组的组装及弹簧
测力计的读数问题,要细心分析每一个问题。
知1-练
1 施工工地上,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,改进后和改
进前相比较( )
A.总功不变,有用功增加
B.总功不变,额外功减少
C.有用功不变,总功减少
D.做的有用功减少
C
知2-导2
(1)斜面机械效率计算式:
G100% 100%
s
W h
W F
有用
总
知2-导
(2) 提升同一物体时,影响斜面的机械效率因素是
斜面对物体的摩擦力,而斜面对于物体摩擦力
的大小决定于斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程
度,斜面倾斜程度越小、越粗糙,物体受到的
摩擦力越大,机械效率越低。
知2-导
(3) 计算斜面对物体的摩擦力,要先求额外功,再
由计算式f=W额/L求摩擦力。
1 知识小结
G100% 100%
s
W h
W F
有用
总
有用功和总功的认识:
机械 做功目的 有用功(W有) 总功(W总)
杠杆
使物体上升一定
的高度
Gh Fs滑轮组
斜面
滑轮组 使物体水平前进 fs物 FsF
2 易错小结
2 【中考·长春】工人师傅利用如图所示的装置匀速提
升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.增大提升重物的速度,可以增大有用功
B.减小定滑轮的重力,可以减小额外功
C.增大提升重物的高度,可以提高机械效率
D.减小动滑轮的重力,可以提高机械效率
D
【中考·烟台】用四只完全相同的滑轮组成如图所示的
甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高
度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W
甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( )
A.η甲=η乙,W甲=W乙
B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲<W乙
D.η甲>η乙,W甲<W乙
1
C