五、机械效率(二).doc

五、机械效率(二)
学习目标：
1． 会用机械效率的计算公式进行简单的计算。
2． 知道影响机械效率的因素，并对提高机械效率的途径和方法进行分析。
课前预习：
1．物理学中，将________与________的________，叫做机械效率，对于实际的机械，由于额外功的存在，总有W有用_______W总，因此，机械效率总________1。
2．在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用到的测量工具有 和 ，需要测量的物理量有 、 、 和 ．(写出名称和表示的符号)
图11—5—8
3．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示．
序号
钩码重G／N
钩码上升的
高度h／cm
弹簧测力计的 示数F／N
弹簧测力计移动的距离s／cm
1
2
5
0.6
25
2
4
8
1.1

(1)在表格的空格处，填上合适的数据．
(2)在图11—5—8中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
(3)第1次实验测得滑轮组的机械效率为 ．
(4)如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在 范围内．
课内思考：
甲 乙
图11—5—9
1．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图11—5—9所示：
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S（m）
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%

（1）通过表中数据可分析出实验1是用 图做的实验，实验2是用 （甲/乙）图做的实验。
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，_____
___________________，可以提高滑轮组的机械效率。
图11—5—10
2．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图11—5—10甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验
次数
物重
G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ；
③滑轮组的机械效率与 无关。
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图11—5—10乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变 ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 （相同/不相同），理由是： 。
课堂检测：
图11－5—11
1．如图11—5—11所示，在“测定滑轮组机械效率”的实验中，每只滑轮重0.6N，每只钩码重2N，共挂3只钩码，弹簧测力计的最大刻度为2.5N．
(1)所需的实验器材除滑轮、铁架台、钩码、弹簧测力计以外，还需 和 ；
(2)该实验的原理是 ，在图上画出滑轮组绳子的正确绕法；
(3)若不计绳子质量和各种摩擦，那么绳子自由端的拉力至少为 N；
图11—5—11
(4)在实验中，匀速拉动绳子，弹簧测力计的示数恰为2．5N，钩码升高10cm，那么拉力做的总功为 J，有用功为 J，滑轮组的机械效率η为 ；
(5)若拿掉一个钩码，再测滑轮组的机械效率，其值和上述数值相比 (增大/不变/减小)．
2．为探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，小明利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、方木块、小车等器材设计了如图11—5—12所示的实验装置．请你回答：
图11—5—12
(1)实验中如何改变斜面的倾斜程度．
(2)为了分析数据得出结论，请你帮他设计
出记录数据的实验表格．
(3)在这个探究实验中，需要计算的物理量有哪些，并根据所测物理量写出表达式．

知识梳理：

五、机械效率(二)
1．在“测定滑轮组机械效率”的实验中，如果用同一滑轮组提升数目不等的钩码，那么下列说法中错误的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ( )
A．在滑轮组许可的条件下，钩码的个数越多，效率越高
B．细线上的拉力达到最大值时，滑轮组的效率最高
C．滑轮组的效率与钩码个数无关
D．不管钩码多少，滑轮组的机械效率都不可能超过100％
图11—5—6
2．在“测定滑轮组机械效率”的实验中，若被提升的钩码数目相同，则下列说法中正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　 ( )
A．动滑轮的个数越多越费力，机械效率越高
B．动滑轮的个数越多越省力，机械效率越高
C．动滑轮的个数越多越省力，机械效率越低
D．机械效率由机械本身的结构决定，与动滑轮的个数无关
3．小张和小王同学分别用图11—5—6所示滑轮相同但绳子绕法不同的两个滑轮组提升相同的重物．小张同学认为自己设计的装置(图甲所示)更省力；小王同学认为自己设计 的装置(图乙所示)机械效率更高．若不计摩擦，你认为甲、乙两个装置中_______更省力，而机械效率的关系是_______．
图11—5—7
4．在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图11—5—7所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重)．
(1)对于图11—5—7甲所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率，η＝_______。
(2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η1_____η2(＜/＞/＝)．
(3)实验后小强猜想，对于同一滑轮组(例如图乙)，它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的．你认为小强应采用的正确方法是什么?
答：

5.小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
图11—5—8
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图11—5—8所示的装置，请你选择上述猜　想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是　　　　　　　（填写序号）
（2）要用图11—5—8中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两种）　　　　　　　　　　　　　　；　　　　　　　　　　　　　
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：
①　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。
图11—5—9
6．某实验小组探究“拉力的大小与斜面倾斜程度的关系”，过程如下：他们首先设计了如图11—5—9所示的实验装置，然后用弹簧测力计将4N的重物沿斜面匀速向上拉到A点，拉力的大小如图，再将木块M分别支在斜面的 B、C两处，重复上述步骤，并测得拉力的大小分别为1N和1.3N．(斜面很光滑，可忽略物体与斜面问的摩擦)请你接着解决下列问题：
(1)在图11—5—9中画出重物所受重力的示意图；
(2)设计一个记录实验数据的表格(不必填入数据)。

(3)通过探究得出的结论是： ；
(4)在上述实验的基础上，他们又在斜面上铺上棉布，并测得图示情况中将重物匀速拉至A点时的拉力为1.2N，则此时斜面的机械效率η= ．
图11—5—10
7．用如图11－5－10所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为
______N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为______%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：________________．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：____________________________________________；
请简要说明两条理由：①_____________________；②________________________．