内容正文:
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率(三)
目 录
01
基础过关
03
课后进阶
02
课堂巩固
04
能力提升
01
基础过关
1.用如图所示的装置测滑轮组的机械效率,要使用的测量工具是____________和________;要测量的物理量是______________、_________________、____________________和___________________
____;计算滑轮组机械效率的表达式______________。
基础过关
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弹簧测力计
刻度尺
物体的重力G
物体升高的高度h
绳子自由端的拉力F
绳子自由端移动的距
离s
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11.3 如何提高机械效率(三)
2.提高机械效率的方法:
(1)改进结构,使机械更合理,更轻便,即减小______功。
(2)使用时经常保养,定时加润滑油,即______机械间的摩擦。
(3)同一机械,______物重,即______有用功。
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基础过关
额外
减小
增加
增加
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11.3 如何提高机械效率(三)
02
课堂巩固
知识点1
知识点2
测量滑轮组的机械效率
3.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某一实验小组用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表。
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课堂巩固
次数 钩码重
G/N 钩码上升
距离h/cm 弹簧测力计
示数F/N 弹簧测力计上
升距离s/cm 机械
效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
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11.3 如何提高机械效率(三)
(1)测量的原理是:_________________________。
(2)所用的器材除钩码、铁架台、滑轮组、细绳外,还需要________和弹簧测力计。
(3)需要测量的物理量为______________、_________________、_____
_________和_________________。
(4)实验中沿______方向拉更省力,且应该______拉动弹簧测力计。
(5)实验结果的表达式是_______________,在第2次实验中,滑轮组的机械效率为________(结果保留一位小数)。
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课堂巩固
η=W有用/W总×100%
刻度尺
钩码的重力G
钩码升高的高度h
拉力
的大小F
拉力移动的距离s
竖直
匀速
88.9%
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11.3 如何提高机械效率(三)
(6)分析数据可得结论:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越____(选填“高”或“低”)。
(7)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为____。
A.71.6% B.82.6%
C.92.4% D.100%
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课堂巩固
高
C
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11.3 如何提高机械效率(三)
同一滑轮组的机械效率改变
4.(改编)如图所示,4根相同的绳子组成的甲、乙、丙、丁四个滑轮组,其中甲、乙、丙是相同的塑料滑轮,丁是铁质滑轮。
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课堂巩固
第 ‹#› 页
11.3 如何提高机械效率(三)
(1)甲、乙把相同的钩码匀速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,拉力对物体所做的功______,绳子自由端移动的距离________,拉力所做的功______,额外功______,因此机械效率______(均选填“相等”或“不相等”)。说明同一个滑轮组的机械效率跟绳子的绕线方式____关。
(2)丙比乙多一个钩码,也提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,丙做的有用功比乙____,丙做的额外功和乙________,____滑轮组的机械效率大。说明同一个滑轮组的机械效率跟物体的重力____关:物体的重力越大,机械效率越____。
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课堂巩固
相等
不相等
相等
相等
相等
无
多
一样多
丙
有
大
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11.3 如何提高机械效率(三)
(3)乙、丁两图对比,同样不计绳重及摩擦,拉力对钩码所做的功______,铁滑轮的重力大于塑料滑轮,丁图所做的额外功______,因此机械效率______(均选填“变大”“相等”或“变小”)。
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有______有用功、______额外功。(均选填“增大”或“减小”)
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课堂巩固
相等
变大
变小
增大
减小
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11.3 如何提高机械效率(三)
5.用如图所示的甲、乙、丙三个滑轮组匀速提升重物,已知每个物块重力相等,每个滑轮重力相等,忽略绳重和摩擦,则滑轮组机械效率的大小关系是( )
A.η丙<η甲<η乙
B.η甲<η乙<η丙
C.η甲=η乙<η丙
D.η甲=η丙<η乙
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课堂巩固
A
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11.3 如何提高机械效率(三)
03
课后进阶
6.某实验小组在“测滑轮组机械效率”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中的甲、乙、丙所示。
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课后进阶
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有用/J 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计移动距离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 1.1 0.5 0.55
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11.3 如何提高机械效率(三)
(1)该实验用到的测量工具有____________和________。
(2)第3次实验中所做的有用功是_____J,机械效率是________。
(3)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,滑轮组的机械效率越____。
(4)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功______ (选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
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课后进阶
弹簧测力计
刻度尺
0.4
72.7%
大
增大
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11.3 如何提高机械效率(三)
(5)另一组同学也利用重为2N、4N的物体进行了2次实验,但每次测得的滑轮组的机械效率均大于甲组,则乙组测得滑轮组机械效率偏大的原因可能是____。
A.所使用动滑轮的重小于甲组
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.测拉力之前弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
(6)机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志,下列提高机械效率的措施中不可行的是____。
A.增加所提物重 B.减轻机械自重
C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
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课后进阶
A
D
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11.3 如何提高机械效率(三)
7.小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
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课后进阶
实验次数 斜面的倾
斜程度 物体重G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55
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11.3 如何提高机械效率(三)
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做__________运动。
(2)根据表中的数据可求出第3次实验中拉力所做的有用功为______J,机械效率是______。
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是斜面越缓,越______。
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课后进阶
匀速直线
1.25
81%
省力
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11.3 如何提高机械效率(三)
(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,____________________________
____________________________________。
(5)斜面在生产、生活中随处可见。在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中,应用了斜面的是__________、________。
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课后进阶
斜面的机械效率与斜面的倾斜程
度有关,倾斜程度越大,机械效率越高
盘山公路
螺丝钉
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11.3 如何提高机械效率(三)
8.用如图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:____________。
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课后进阶
0.5
66.7
杠杆有自重
第 ‹#› 页
11.3 如何提高机械效率(三)
(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:
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课后进阶
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%
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11.3 如何提高机械效率(三)
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______________________________。
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课后进阶
不能
两次实验时钩码没有挂在同
一位置
实验次数太少,所得结论不可靠
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11.3 如何提高机械效率(三)
04
能力提升
9.如图甲所示,小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响;如图乙所示,小明看到工人利用斜面搬运货物时,人的作用力受斜面的粗糙程度影响,为此,小明想探究斜面的机械效率与哪些因素有关。他猜想,斜面的机械效率可能与:
猜想1:斜面的倾斜程度有关。
猜想2:斜面的粗糙程度有关。
猜想3:斜面的长度有关。
能力提升
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11.3 如何提高机械效率(三)
小明设计了如图丙所示的实验方案并进行探究。如表是他记录的实验数据,表中1、3两次实验所用斜面粗糙程度相同,每次实验物体在斜面上都做匀速直线运动。
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能力提升
实验
次数 斜面的
倾角 斜面的粗
糙程度 物重
G/N 斜面高
度h/m 沿斜面
拉力F/N 斜面长
s/m 机械效
率η/%
1 37° 粗糙 2 0.6 1.7 1 ______
2 37° 较光滑 2 0.6 1.4 1 85.7
3 45° 粗糙 2 0.6 1.8 0.85 78.4
70.6
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11.3 如何提高机械效率(三)
(1)除如图丙所示的器材外,还需要的实验器材有________。请你在表中的空格处填上适当的数据。
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课堂巩固
刻度尺
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11.3 如何提高机械效率(三)
(2)对比1、2两次实验数据,可以验证猜想___(填字母);对比1、3两次实验数据,可以得出结论:__________________________________
______________________________________________________。1、3两次实验物体与斜面间的摩擦力________(选填“相等”或“不相等”)。
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课堂巩固
2
在其他条件相同时,斜面的机械效率的
大小与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越大
不相等
第 ‹#› 页
11.3 如何提高机械效率(三)
(3)小明找来一张三角形的纸,自制成一个“模拟钻头”,如图丁所示,慢慢地展开这张纸,原来是一个三角形的斜面。根据______(填实验次数的序号)两次实验数据得出的结论,可推测图丁中钻头____(选填“A”或“B”)更省力。
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1、3
B
能力提升
第 ‹#› 页
11.3 如何提高机械效率(三)
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η=×100%
η=×100%
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