内容正文:
第4节 机械效率
第2课时 测量滑轮组的机械效率
第十二章 简单机械
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中:
(1) 实验原理是 η=×100% 。
(2) 实验需要直接测量的物理量是 钩码的重力G 、 钩码上升的高度h 、 拉力F 和 绳端移动的距离s 。
(3) 需要的测量工具是 弹簧测力计 和 刻度尺 。
(4) 在测量绳端拉力时,应 竖直缓慢 拉动弹簧测力计,使钩码 匀速 上升。
η=×100%
钩码的重力G
钩码上升的
高度h
拉力F
绳端移动的距离s
弹簧测力计
刻度尺
竖直缓慢
匀速
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2. 影响滑轮组机械效率的因素有 动滑轮重G动 、 被提升的物体重G物 和 滑轮与轴之间的摩擦 等。
动滑轮重G动
被提升的物体重
G物
滑轮与轴之间的摩擦
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1. 对同一滑轮组,下列措施中不能提高机械效率的是( C )
A. 增加提升重物的重力
B. 改用质量小的动滑轮
C. 减少提升高度,减少做功
D. 在轮轴处加润滑油,减小摩擦
C
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2. 小明在“测量滑轮组机械效率”的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重为2N,测得的数据如表所示:
第2题
实验
次序 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
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(1) 在实验中,测绳端拉力F时,应沿竖直方向尽量 匀速 缓慢拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数。
(2) 第1次实验测得的机械效率约为 74% 。
(3) 分析表中数据可知:第4次实验是用图 (c) [填“(a)”“(b)”或“(c)”]装置做的。
匀速
74%
(c)
第2题
实验
次序 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
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(4) 分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 增大物重 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:影响滑轮组的机械效率高低的因素主要是 动滑轮的重力 。
(5) 分析第 3、4 次实验数据可知,滑轮组的机械
效率与物体被提升的高度无关。
增大物重
动滑轮的重力
3、4
第2题
实验
次序 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
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3. 如图所示,用相同的滑轮装成甲、乙两个滑轮组,在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度。已知GA>GB,忽略绳重和摩擦,下列判断正确的是( D )
第3题
D
A. 两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
B. 甲滑轮组做的有用功比乙的少
C. 甲滑轮组的总功率比乙的小
D. 甲滑轮组的机械效率比乙的高
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4. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮质量相同)在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( D )
第4题
D
A. 力F1和F2做功的功率相同
B. 力F1和F2做的总功相同
C. 两个滑轮组的机械效率一样高
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
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5. (2023·枣庄)提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关。
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如表所示。
第5题
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实验次序 钩码的重力
G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
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(1) 实验时应沿竖直方向 匀速 缓慢向上拉动弹簧测力计。
(2) 分析表中数据可知:第3次实验是利用了图 丙 的装置完成的,它的机械效率η= 80% 。
匀速
丙
80%
第5题
实验次序 钩码的重力
G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
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(3) 比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ
是 错误 (填“正确”或“错误”)的。
(4) 通过比较 1、2 (填实验次序)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5) 通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率 越低 。
错误
1、2
越低
第5题
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(6) 小明在实验中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,由于测力计示数不稳定,非常不方便。为了方便读数,他提出可以让弹簧测力计保持静止时读数,他的这种想法显然不合理,因为他没有考虑到 绳子与滑轮之间的摩擦 对滑轮组机械效率的影响。如果让弹簧测力计保持静止时读数,那么所测出的滑轮组机械效率与真实值相比 偏高 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
绳子与
滑轮之间的摩擦
偏高
第5题
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6. (2024·六安段考)如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置,测得的实验数据如表。
第6题
实验
次序 物重
G/N 物体上升
高度h/m 拉力
F/N 绳端移动
距离s/m 机械
效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
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(1) 第3次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。(结果精确至0.1%)
(2) 若在第3次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力
F的功率为 0.54 W。
(3) 若动滑轮的自重为0.5N,则第1次实验中,克服绳重
以及摩擦做的功为 0.03 J。
74.1%
0.54
0.03
第6题
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