11.5 机械效率（2）-2024-2025学年九年级物理上册同步新授课课件（苏科版）

复习引入 思考：不同简单机械的机械效率不同，同种机械的机械效率是一定吗？ 种类 机械效率/% 斜面 62.5 定滑轮 90.9 动滑轮 80 同一种简单机械的机械效率与什么有关？ 物体与斜面间有摩擦 滑轮转动存在有摩擦 绳子有重力 滑轮转动存在有摩擦 绳子有重力 动滑轮有重力 利用机械所做的总功，一定大于有用功 五、机械效率 第二课时 1．通过实验操作，会测定不同情形下动滑轮的机械效率。 2．通过实验数据分析，能表述影响动滑轮机械效率的因素。 3．通过数据分析，会判断不同类型的机械效率变化，并表述其成因。 学习目标 活 动：再探动滑轮 实验目的： 实验原理： η= ×100% W有用 W总 实验表格： 测动滑轮机械效率 F/N s/m h/m η/% G/N 序号 测定动滑轮的机械效率 测量的物理量： 物体的重力G 物体上升的高度h 绳端的拉力F 绳端移动的距离s 2.下列情形中，机械效率的变化？（以动滑轮为例） （1）有用功不变，额外功增大。 （2）额外功不变，有用功增大。 （3）额外功增大，有用功增大。 思考： 1.动滑轮的机械效率是相同的吗？ 3.影响动滑轮机械效率的因素有哪些？ 测动滑轮机械效率 活动： 1.用同一滑轮提升不同重力的物体 2.用不同重力的滑轮提升同一物体 数据分析: ⑤ 0.5 20 0.35 0.3 60 0.1 0.18 1.动滑轮的机械效率与_______、__________有关。 2.滑轮组的机械效率与______________、____________无关。 同一动滑轮，提升的物体重力越大，其机械效率越____。 提升同一物体，动滑轮重力越大，其机械效率越___。 物重 动滑轮重 高 低 提升物体高度 绳子股数 ④ 0.5 30 0.25 0.4 60 0.15 0.24 测量 次数 物重 G/N 上升 高度 h/cm 动滑 轮重 G0/N 拉力 F/N 绳端移动 s/cm 直接 提升 W有用/J 利用 动滑轮 W总/J ① 0.5 20 0.25 0.4 40 0.1 0.16 ② 0.5 20 0.35 0.45 40 0.1 0.18 ③ 2 20 0.25 1.2 40 0.4 0.48 η 62.5% 55.6% 83.3% 55.6% 62.5% 测定机械效率 典型例题 例1.（2016泰州）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表： （1）根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法． （3）第三次实验时，测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为 N，滑轮组的机械效率为 %．（4）根据表格中的数据分析可知： ①随着物重的增大，额外功 （选填“变小”、 “不变”或“变大”），原因是 ． ②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取 的措施． 实验序号 动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升的高度h/m 绳端受到的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 1.8 74.1 摩擦力增大 增大物重 或减小动滑轮重 、或减小滑轮间的摩擦 变大 典型例题 例2.（2022南通） 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。 （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______； （3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______； （4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”） 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 2.5 80 越小 不变 增大 同步练习 1.在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组 进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： （1）实验时应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度； （2）表格中编号①处的数据为____________（结果保留一位小数）；编号②处的数据为　　____________（观察丙图）； （3）分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，所做的额外功____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是______。 匀速 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 ② 30 90.9% 88.9% 2.2 变大 B 斜面机械效率 例3.在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们找来木块A、长木板B、三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验。如图所示是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。 （1）除上述器材外，他们要完成实验还需要的一种器材是____________。 （2）测拉力时，要在木块做____________时读数。 （3）实验记录数据如上表，第2次实验时所做的额外功是 ______J，第3次实验时斜面的机械效率为 _____%。 （4）分析表中数据可得该实验是探究 _____（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面_________，机械效率越高。 实验次数 斜面倾斜程度 木块重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 木块沿斜面移动的距离s/m 斜面的机械效率η 1 较缓 5 02 3.3 0.5 60.6% 2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8% 3 最陡 5 0.3 4.2 0.5 刻度尺 匀速直线 0.65 71.4 小聪 越陡 同步练习 2.某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。 （1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越_______力（选填“省”或“费”）。 （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为_______。 （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与______________和_____________________有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力_______物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 实验 次数 斜面的 倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械 效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 省 62.5% 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 大于 杠杆机械效率 例4.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。 （1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η=________；（用物理量的符号表示） （2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将 ________（选填“＞”、“=”或“＜”）F1，此次杠杆的机械效率将 ________（选填“＞”、“=”或“＜”）上述（1）实验中的机械效率； （3）如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系，在上述（1）实验 基础上，接下来他应将3只钩码悬挂在 ____（填“B”或“C”）点， 并使 钩码上升 ________（填“相同”或“不同”）高度，测出拉力 和A点移动的距离。 2mgh2 F1h1 ＞ ＞ B 相同 同步练习 3.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：_______________________________________。 （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：。 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：________，理由：____________________________。 0.5 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 66.7 由于使用杠杆时需要克服杠杆自重做功 不能 没有控制钩码的悬挂点不变 课堂小结 1.动滑轮（滑轮组）的机械效率与物重、动滑轮有关； 与物重提升高度和绳子股数无关。 2.斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜程度有关。 3.杠杆的机械效率与杠杆的自重、重物的悬挂点有关。 $$