9.6测滑轮组的机械效率 2023-2024学年北师大版物理八年级下册

第六节 测滑轮组的机械效率 第九章 机械与功 知识点 知1-讲 感悟新知 1 测滑轮组的机械效率 1. 实验目的 练习组装滑轮组和测滑轮组的机械效率。 2. 实验原理 ,其中G 为被提升重物的重力,F 为绳子自由端的拉力;h 为重物上升的高度,s 为绳子自由端移动的距离。 知1-讲 感悟新知 3. 实验器材与装置 实验装置如图1 所示,在此实验中我们需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺。 在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样方便测拉力的大小及拉力作用点移动的距离。 知1-讲 感悟新知 4. 实验步骤 (1)按要求组装好滑轮组,记下重物(钩码)和绳子自由端的初位置。 (2)用弹簧测力计竖直向上拉绳子的自由端使重物(钩码)匀速上升,记下弹簧测力计的示数F。 (3)保持重物原有的运动状态上升到某位置,记下重物(钩码)和绳子自由端的末位置。 知1-讲 感悟新知 (4)根据所测数据计算出滑轮组的机械效率。 (5)改变重物(钩码)的重力,重复上述步骤。 (6)改用另一个滑轮组重复上述步骤。 知1-讲 感悟新知 5. 实验记录 实验 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度 h/m 有用功 W 有用/J 拉力F/N 绳端移动的 距离s/m 总功W 总 /J 机械效率 1 1 0.1 0.1 0.5 0.3 0.15 66.7% 2 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 3 3 0.1 0.3 1.2 0.3 0.36 83.3% 4 1 0.1 0.1 0.4 0.5 0.2 50% 5 2 0.1 0.2 0.7 0.5 0.35 57.1% 6 3 0.1 0.3 1.0 0.5 0.5 60% 知1-讲 感悟新知 6. 实验结论 (1)比较实验数据1、2、3 或4、5、6 可知,同一个滑轮组提升重力不同的重物时,重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高。 (2)比较实验数据1 和4,2 和5,3 和6 可知,不同滑轮组提升重力相同的重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低。 知1-讲 感悟新知 深度理解 对于一个已经组装好的滑轮组,重物上升的高度h和拉力作用点移动的距离s存在s=nh的关系,所以机械效率公式可变形为 (n 为承担物重的绳子段数)。 知1-讲 感悟新知 温馨提示 实验方法:在本实验中应用了控制变量法。用同一滑轮组提升重力不同的重物至同一高度,控制额外功相同,有用功不同,分析物重与机械效率之间的关系;用不同的滑轮组将相同重物提升相同的高度,控制有用功相同,额外功不同,分析动滑轮重力、摩擦力与机械效率的关系。 知1-讲 感悟新知 深度理解 在提升重物过程中要克服绳子的重力、摩擦力做额外功,绳子的重力、摩擦力越大,机械效率越低。 感悟新知 知1-练 [中考 齐齐哈尔]某小组在“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2 所示。 例 1 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 11 感悟新知 知1-练 12 感悟新知 知1-练 (1)实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计。 匀速 (2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数, 你认为他的想法_(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响。 不正确 摩擦 13 感悟新知 知1-练 解析:在弹簧测力计静止时读数,不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,弹簧测力计的示数偏小,故这样的想法不正确。 14 感悟新知 知1-练 (3)用丁图装置进行实验,得出表中第4 次实验数据,请将表中的两个数据填写完整。 0.4 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 80% 15 感悟新知 知1-练 解析:丁图中,n=4,绳端移动距离s=nh=4 0.1 m=0.4 m, 滑轮组的机械效率 16 感悟新知 知1-练 (4)通过比较 _ (填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 1、2 17 感悟新知 知1-练 解析:实验1、2、3 中绳子的段数分别为2、3、3,再结合钩码的重力可知,实验1、2、3 分别是用甲、乙、丙装置做的。探究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的重力相同、滑轮个数相 同,只改变绳子的有效段数,故应比较1、2 两次实验数据。