内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第______
第十一章 简单机械和功
五、 机械效率
第2课时 测量滑轮组的机械效率
【知识梳理】
1. 在测量滑轮组的机械效率的实验中:
(1) 实验原理是______________________。
(2) 实验需要直接测量的物理量是____________、______________、______________和______________。
(3) 需要的测量工具是____________和______________。
(4) 在测量绳端拉力时,应__________拉动弹簧测力计,使钩码____________上升。
2. 影响滑轮组机械效率的因素有____________、______________和______________________等。
【随堂练习】
1. 如图所示为智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表所示。
实验
序号
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
(1) 实验过程中,应竖直向上____________拉动弹簧测力计。
(2) 第3次实验中滑轮组的机械效率约是__________(结果精确到0.1%)。
(3) 分析表中数据可知:在用同一滑轮组将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物
体的重力,则拉力所做的额外功_______,滑轮组的机械效率________。(增大/不变/减小)
(4) 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________W。
(5) 创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,若每次测得的机械效率均大
于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是______(填字母)。
A. 测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C. 所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
2. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列判断正确的是( )
A. F1>F2,η1=η2 B. F1<F2,η1=η2 C. F1<F2,η1>η2 D. F1>F2,η1<η2
【基础过关】
1. 如图所示,在测动滑轮机械效率的实验中,下列要求不正确的是( )
A. 弹簧测力计必须先校零 B. 弹簧测力计必须竖直向上拉
C. 弹簧测力计必须在静止时读数 D. 实验时装置旁的直尺必须竖直放置
2. 影响滑轮组机械效率大小的因素有( )
A. 重物移动距离的大小 B. 动力作用点移动距离的大小
C. 动滑轮的总重与摩擦力的大小 D. 定滑轮的个数与摩擦力的大小
3. 提高机械效率可以充分地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。为提高滑轮组的机械效率,根据你的学习和生活经验,可采取的措施有( )
① 增加所提物体的重力; ② 减轻动滑轮的重力; ③ 给机械加润滑油; ④ 增加重物上升的高度。
A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ①②
4. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加
C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变,总功减少
5. 如图,小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中,记录实验数据如表所示。
实验
序号
钩码重
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
η
1
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
2
2
0.2
1.1
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
(1) 根据表中的数据计算得出:第2次实验时绳端移动的距离s=_________m,机械
效率η=________%(结果精确到0.1%)。
(2) 比较第1、2两次实验数据初步得出:用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机
械效率与重物上升高度__________(有关/无关)。
(3) 若在第3次实验中,钩码上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为________W。
(4) 比较第________两次实验数据初步得出:滑轮组机械效率与被提的物重大小有关。
(5) 小明第4次提升的钩码重为3N,则测得滑轮组的机械效率最接近______。
A. 58.4% B. 60.6% C. 70.6% D. 80.2%
(6) 若小明实验过程中是加速拉动绳子并读出弹簧测力计示数,则测得的机械效
率将________(偏大/不变/偏小)。
(7) 没有刻度尺也能测出滑轮组的机械效率,其数学表达式为η=____________。
【能力进阶】
6. 用如图所示的滑轮组甲和乙分别提升物体,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 若物体重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率相同
B. 若动滑轮重力和物体重力相同,则滑轮组的机械效率相同
C. 若动滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
D. 若物体重力和绳端拉力相同,则滑轮组乙的机械效率高
7. 甲、乙两滑轮组均由一个定滑轮和一个动滑轮组成,用两滑轮组分别提升同一重物时,不计绳重和摩擦,机械效率分别为η甲 =80%,η乙 =75%。则两滑轮组中动滑轮的重力G甲∶G乙为( )
A. 3∶4 B. 4∶3 C. 4∶5 D. 5∶4
8. 如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,不计绳重与摩擦,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系图像可能是下列选项中的( )
9. 如图所示,在“测定滑轮组的机械效率”实验中,小明匀速向下拉动绳子,2s内物体上升
20cm,G物=10N,F=6N,不计绳重和摩擦。
(1) 物体上升的速度v物=________m/s。
(2) 动滑轮的重G动=______N,滑轮组的机械效率η=________%(结果精确到0.1%)。
(3) 小明想更省力,他只改变了滑轮组的绕绳方法,滑轮组的机械效率将__________。
10. 用如图所示滑轮组提升物体。某人用100N的拉力F,30s内使重为180N的物体匀速
上升了6m。不计绳重和摩擦。求:
(1) 人拉绳子做功的功率。(2) 求滑轮组的机械效率。
(3) 若所拉物体的重为280N,则滑轮组的机械效率为多少?
11.小李家新买的房子位于12m高的5楼上,装修时利用如图所示的滑轮组提升装修材
料。小李站在地面上把一件重为400N的材料匀速提升到楼上,此过程中滑轮组的机械
效率为80%.若小李质量为65kg。(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)求:
(1)在此过程中小李所做的总功是多少?
(2)若物体上升速度为1m/s,则拉力功率为多大?
(3)小李利用此滑轮组提升其他装修材料时,一次能提起重物的重力不能超过多少N?
参考答案
【知识梳理】
1、η=W有用/W总×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;
2、物体的重力;动滑轮自重;绳重及绳与滑轮间的摩擦;
【随堂练习】
1、匀速缓慢;74.1%;增大;增大;0.54;C; 2、A;
【基础过关】
1、C;2、C;3、B;4、D;5、0.6;60.6;无关;0.54;1、3;C;偏小;G/nF×100%;
【能力进阶】
6、B;7、A;8、B;9、0.1;2;83.3;不变;
10、(1) 60W (2) 60% (3) 70% 11、(1)6000J;(2)500W;(3)1200N。
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