内容正文:
11.3 如何提高机械效率
第2课时 测算滑轮组的机械效率
1
要点梳理
示意图 功的计算 机械效率
定滑轮 有用功:W有用=G物h
额外功:W额外=W总-W有用
总功:W总=①________ η= ×100%=×100%
1.完成下列滑轮和滑轮组机械效率的计算
Fs
示意图 功的计算 机械效率
竖直方向的滑轮(滑轮组) 有用功:W有用=②________
额外功:克服绳重、摩擦力和动滑轮重所做的功W额外=W总-W有用;若不计绳重和摩擦,则W额外=③________
总功:W总=④________ η= ×100%= 100%= ×100%=
(不计绳重和摩擦)
G物h
G动h
Fs
示意图 功的计算 机械效率
水平方向
的滑轮组 有用功:克服物体与地面间的摩擦力所做的功,即W有用=⑤________
额外功:克服绳子与滑轮之间的摩擦所做的功,
W额外=W总-W有用
总功:W总=⑥________ η= ×100%=
×100%= ×100%
fs物
Fs
(注:表中G物表示被拉物体的重力,h表示物体上升的高度,F表示绳端拉力的大小,s表示绳端移动的距离,G动表示动滑轮的重力,f表示物体所受的摩擦力,s物表示物体移动的距离)
实验突破
典例精练
实验 测算滑轮组的机械效率
例题 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验小组用图1所示的装置进行了实验,记录的实验数据如下表所示。
序号 ①________ 钩码上升的
高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的
距离s/cm 机械效率η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ②________
3 6 10 2.2 30 90.9%
4 6 15 2.2 45 90.9%
5 6 10 3.3 20 90.9%
序号 ①________ 钩码上升的
高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的
距离s/cm 机械效率η
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做________直线运动。
(2)表格中①横线处应填的内容为______________________,②横线处计算出的机械效率为________(计算结果精确到0.1%)。
(3)分析1、2、3次的实验数据可知,同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越________(选填“高”或“低”)。
图1
匀速
钩码的重力G/N
88.9%
高
(4)分析3、4次的实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”);分析________两次的实验数据可知,滑轮组的机械效率与绳子的绕线方式________(选填“有关”或“无关”)。
(5)小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数时,弹簧测力计的示数不稳定,如果能在弹簧测力计静止时读数,会更准确。同组的小明认为如果这样,测量的机械效率会________(选填“偏大”或“偏小”),其原因是忽略了________对滑轮组机械效率的影响。
无关
3、5
无关
偏大
摩擦力
(6)如果没有刻度尺,能否测出滑轮组的机械效率?为什么?
答:_____________________________________________________
________________________________________________________。
(7)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中能提高机械效率的是________。(多选,填字母)
A.增加物重 B.减轻动滑轮重
C.增加提升物体的速度 D.增加物体上升的高度
AB
1.实验中要多次改变提升钩码的数量来测量滑轮组的机械效率,目的是获得多组数据,归纳出物理规律。
2.滑轮组的机械效率与提升物体的高度、绳子的绕线方式无关;同一滑轮组的机械效率不是定值。
3.提高滑轮组机械效率的主要途径:①减少额外功(如减轻机械自重);②增加有用功(如增加物重)。
典例精练
知识点 滑轮组的机械效率
类型1 竖直方向的滑轮组
例1 某班学生在物理实验室中探究滑轮组的相关问题。用图2所示的滑轮组将一个重12 N的物体匀速提升30 cm,所用的拉力F为5 N,不计绳重及摩擦。求:
(1)提升物体所做的有用功;(2)滑轮组的机械效率;(3)动滑轮的重力;
(4)用该滑轮组匀速提升重48 N的物体时