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6节 测滑轮组的机械效率 第九章 机械和功 有用功 对人们有用的必须要做的功 并非我们需要但又不得不做的功 有用功与额外功的总和 有用功跟总功的比值叫作机械效率 什么是机械效率，表达式是什么？ 额外功 总功 W有用 W总 η＝ 有用功、额外功、总功的概念是什么？ 那么，如何测量机械效率？ 【温故知新】 新课导入 1.会测量滑轮组、斜面的机械效率。 2.知道影响机械效率的因素。 学习目标 如何测量滑轮组的机械效率？ 提出问题 实验原理 实验器材 刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳 测量的物理量 G ：物体的重力 h :物体升高的高度 F :绳子自由端的拉力 s :绳子自由端移动的距离 测量滑轮组的机械效率 一 新知学习 ①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G 并填入表格。 ②按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 ③如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，改变钩码的数量，重复实验，将这三个量填入表格。 ④更换不同质量的滑轮组，提升同一钩码，将测量数据G、F、s、h记录到数据表格。 ⑤算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。 实验步骤 甲 乙 视频：测量滑轮组的机械效率 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） 0.5 0.03 0.015 0.3 0.087 0.026 57.5% （b） 1 0.03 0.03 0.4 0.091 0.036 88.7% （c） 1.5 0.03 0.045 0.59 0.086 0.050 88.8% 实验记录表 注意事项： 在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。 实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高。 保持钩码重一定，改变动滑轮重。 钩码重G/N 钩码升高h/m 拉力F/N 拉力移动s/m 有用功 W有/J 总功W总/J 机械效率η 1 2 2 0.1 0.8 0.3 0.2 0.24 83.3% 2 0.1 0.7 0.4 0.2 0.28 71.4% 结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。 实验记录表 (1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。 (2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。 (3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功， 提高机械效率。 如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳 影响滑轮组机械效率的因素： F F W有 h = W有+W额 可知，机械效率越小。 物重一定，升高相同高度，则有用功不变，动滑轮越重时，额外功越多，根据 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 尽可能地增加物重 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 减小动滑轮重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦 影响滑轮组机械效率的因素和改进措施 斜面的机械效率与哪些因素有关？ 提出问题： 实验猜想： ①斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关； ②斜面的机械效率可能和斜面的粗糙程度有关。 实验原理：斜面机械效率 W有＝Gh W总 ＝Fs W有用 W总 η＝ ×100% 测量斜面的机械效率 二 实验步骤： 1.测量木块的重力，记录数据； 2.把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 3.改变斜面的倾斜程度，重复步2。 4.斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺棉布、毛巾。重复步2。 实验器材：弹簧测力计、木块、木板、斜面、白布、毛巾 视频：测量斜面的机械效率 实验记录：机械效率与倾斜程度的关系 斜面材料 斜面的倾斜程度 木块重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械效率η 木板 较缓 1.5 0.058 0.5 0.3 0.087 0.15 58.0% 木板 较陡 1.5 0.075 0.6 0.3 0.1135 0.18 62.9% 木板 陡 1.5 0.086 0.65 0.3 0.1298 0.195 66.6% 棉布 陡 1.5 0.086 1.0 0.3 0.1298 0.30 43.4% 毛巾 陡 1.5 0.086 1.18 0.3 0.1298 0.35 36.7% 实验结论：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都影响了机械效率。 斜面的倾斜程度（光滑程度一样的斜面，斜面越陡，倾斜程度越大，越不省力 ，机械效率越高）； 斜面的粗糙程度（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，越省力，机械效率越高）。 1．关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是(　　) A．提升越重的物体，机械效率越大 B．总功越大，机械效率一定越大 C．额外功越大，机械效率一定越小 D．同一机械的机械效率是恒定不变的 A 课堂练习 2.小明同学用如图所示的滑轮组做实验时，测得滑轮组的机械效率是57.5%如果要提高滑轮组的机械效率，你认为可行的是(　　) A.减少钩码的个数 B.增加钩码的个数 C.改变绳子的绕法 D.增加动滑轮的个数 B 3.如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为G＝5.4N.实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图示，则滑轮组的机械效率是 ，若仅减小物体的重量，该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)(不计摩擦)。 75% 减小 匀速 4.图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动 cm,该滑轮组的机械效率为________。 （2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将______（选填 “增大”“减小”或“不变”）。 匀速 2.4 24 83.3% 增大 课堂小结 测量机械效率的原理 提高机械效率的方法 改进机械的结构，减小机械自重 减小机械间的摩擦 使用同一机械做功时，增大有用功 η＝ 　　　　　　　　　 W有用 W总 测滑轮组的机械效率 测量滑轮组、斜面的机械效率 Lavf55.34.100 Lavf55.34.100 $$