浅谈测滑轮组和斜面机械效率2

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1、浅谈测滑轮组和斜面的机械效率浅谈测滑轮组和斜面的机械效率广东省江门市新会会城华侨中学 林亮栋 摘要摘要 : 近几年，广东中考考试中增加了实验考试分数，凸显了对学生实验 能力的重视。这就要求我们教师必须在平时的实验教学中，培养学生动手、动 脑、分析和解决实际问题的能力。物理实验是研究物理学的重要方法和手段， 加强实验教学，不仅可提高物理教学效果，还可提高学生的实验素质，有助于 培养学生的科学探究能力和创造性学习能力。 关键词关键词: 实验目的 实验器材 实验步骤 实验数据 机械效率 测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率 一 实验目的 1通过实验掌握测定机械效率的方法，领会控制变量法的应用。 2.

2、通过实验知道滑轮组的机械效率和物体所受重力的关系，知道提高测滑 轮组的机械效率的方法。 二 实验器材 刻度尺、弹簧测力计、钩码、滑轮组两套、铁架台、细绳 图一 图二 三 实验步骤 1.用弹簧测力计测出钩码所受的重力 G 的值，并记录表中。 2.按图安装好滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。 3.匀速拉动弹簧测力计使钩码升高到某一位置处，在运动中从弹簧测力计 读出拉力 F 的数值。 4.用刻度尺分别测出钩码上升的高度（h） 和细绳自由端通过的距离（s） 。5.根据 W=Gh 算出有用功，根据 W=Fs 算出拉力所做的功（即总功）W总，再 用 = W有/ W总=Gh/Fs 计算机械效率。 6.

3、改变钩码的数量，重复上面的实验，将实验数据记录在表格中。 数据表格 实验次 序钩码重 力 G/N上升的 高度 h/m拉力 F/N绳端移 动的距 离 s/m有用功 W有/J总功 W总/J机械效 率 1234四 交流讨论 1.在提升钩码的过程中，应注意什么？ 要匀速提升钩码。 2.同一个滑轮组挂不同质量的钩码时，机械效率相同吗？ 不相同，钩码质量越大，机械效率越高。 3.如图一甲、乙两个滑轮组都挂相同的钩码时，机械效率是否相同？不相同， 动滑轮越多，机械效率越低。 4.滑轮组的机械效率都与哪些因素有关？ （1）物体的重量 （2）滑轮的重量 结论：影响滑轮组的机械效率有关因素：1、被提物体的重量，G

4、 越大，机械效 率越高；2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越 小；3、绳与滑轮之间的摩擦。无关因素：1、绕线方式；2、物体被提高的距离； 3、提物体的速度。提高滑轮组机械效率的方法：增大物体的重量和减小动滑轮 的重量、摩擦等。五 注意事项1实验中，如果我们使用的弹簧测力计量程较小（例如 5N），那么重物 （钩码）不可太少，否则示数过小，误差较大。2按国家教委（原教育部）发布的教学仪器标准规定，用 J2122 型单滑轮 组吊起 98N 的重物实验，其机械效率一般不低于 90%，用双并滑轮组吊起 98N 的重物实验，其机械效率不低于 60。若实验得出的机械效率太低，应 检

5、查滑轮的缆绳是否从滑轮槽中滑脱出来，或者线绳是否扭结。3以下因素会影响测力计读数的准确：（1）测力计不是匀速地移动。（2）测力计指针与刻度板摩擦。（3）重物摆动六 实验拓展 为什么用双并滑轮组实验的机械效率比用单滑轮组实验低？ （如图二）提示：双并滑轮组比单滑轮组的滑轮多，自重较大，而且滑轮在运动中 要克服摩擦力消耗功，使总功变大，机械效率变低。例一：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甲、乙、丙所示。(1)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 。 (2)第 3 次实验中

6、所做的有用功是 J，机械效率是 。 (3)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。 (4)综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，额外功(选填“增大”或“减小”)。 参考答案参考答案：（1）高；（2）0.4 72.7% （3）增大 （4）减小 例二：实验题1.（2011 年福建省福州第 29 题,4 分）如图 21 所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为 5.4N。（1）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

7、簧测力计的示数如图中所示，是 N，则滑轮组的机械效率是 。（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、 “减小”或“不变” ） 。 （不计摩擦）2. 测定如图 14-11 所示的滑轮组的机械效率（1）实验所需器材除钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台外，还需要_和_（2）如果将两个 1 N 的钩码匀速提升 10 cm，弹簧测力计的示数是 0.8 N，将实验数据填入下表：钩码重 G/N 测力计示数F/N 钩码上升高度h/m 测力计移动距离s/m （3）根据测量数据，求此滑轮组的机械效率，写出计算过程。参考答案：参考答案：1.（1）匀速 2.4 75% （2）增大2.（1）细绳 刻度尺

8、（2）2 0.8 10 30（3）W有=Gh=2N10 m=20 J W总=Fs=0.8 N30 m=24J=83.3% 总有 WWJJ 2420测测定斜面的机械效率定斜面的机械效率一 实验目的 1. 理解总功和有用功的意义。并知道利用斜面拉物体时其测定的方法。 2. 学会机械效率的测定方法，领会控制变量法在实验中的应用。 3. 通过实验，总结提高斜面的机械效率的方法。 二 实验器材：弹簧测力计、刻度尺、斜面、小木块 三 实验原理：将物体沿斜面拉动，测出此过程中的总功并计算出相应的有用 功，运用公式 = W有/ W总=Gh/Fs 就可以得出斜面的机械效率。 四 实验步骤 1用刻度尺测出斜面长

9、S 和斜面高 h，将数据 记录在表格 1 中。 2用弹簧测力计测出木块的重量 G，将数据记录在表格中。 3用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，读出测力计的示数 F，将数据 记录在表格中。 4改变木板的倾斜程度，重做上面的实验，将数据记录在表格中。 5计算各次实验中斜面的机械效率，并进行比较。 6改用粗糙程度不同的斜面，重复实验步骤 13，将数据记录在表格 2 中,计算各次实验中斜面的机械效率，并进行比较。 五 记录数据表格1、斜面的机械效率跟倾斜程度关系 表 1斜面的 倾斜程 度木块重 量 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总功 W总/J机械效率 较缓

10、较陡最陡2、斜面的机械效率跟 粗糙程度 关系 表 2斜面的 粗 糙程度木块重 量 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总功 W总 /J机械效率 较光滑较粗糙最粗糙实验结论: 1.斜面光滑程度相同时。斜面倾斜程度越大,斜面机械效越高！ 但越费力 。 2.斜面倾斜角度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。例三：长 1000 m、高 250 m 的斜坡，将一辆重 6103 N 的矿车以 2 m/s 的 速度由坡底拉到坡顶，如果拉力是 2103 N，求： （1）由坡底到达坡顶所用的时间； （2）拉力做的有用功； （3）拉力做功的功率； （4）利用此斜面做功的机械效率

11、。 参考答案：参考答案：(1)500 s (2)1.5106 J (3)4103 W (4)75% 例四:探究斜面的机械效率 如图所示，该实验器材有：不同的三个斜面、小车、_和_.(1)研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系： 在实验过程中，应选用三个_相同而_不同的斜面进行实验，只 有这样才能得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系。 实验中需要测出的物理量有：小车的重力，斜面的_及斜面的 _，小车在三个不同斜面向上_运动时的三个拉力的大小最后计 算出有用功和总功，从而算出不同斜面的机械效率。 结论：_ _.(2)研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系： 在此实验中，应选用三个_相同而_不同的

12、斜面进行实验，测出 不同斜面的_以及小车在不同斜面上_运动时的拉力大小，通过 计算，最后得出结论。 结论：_. (3)该实验说明斜面的机械效率与斜面的_和_有关。参考答案参考答案：弹簧测力计 刻度尺 (1）倾斜程度 光滑程度 长 高 匀速 在倾斜程度相同的条件下，斜面越光滑，其机械效率越高 (2）光滑程度 倾斜程度 长和高 匀速 在光滑程度相同条件下，斜面越陡，机械效率越高 (3)光滑程度 倾斜程度 例五：为了证实其中的部分猜想，学习了机械效率知识后，某物理兴趣小 组的同学对“斜面的机城效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想： A跟斜面的粗糙程度有关； B跟斜面的倾斜程度有关；C跟物体的重

13、力有 关；D跟斜面的长度有关。 是否正确，小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究下表反映 了他的探究过程。实验次 数斜面倾 角斜面粗 糙程度物块 重力 G/N斜面 高度 h/m沿斜 面拉 F/N斜面 长 s/m有用 功 W有/J总功 W总/J机械 效率/%30粗糙10.50.710.57130稍光滑10.50.610.50.68345粗糙10.70.910.70.9(1)请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据 (2)通过对比 两次(填实验次数的序号)实验数据，可验证猜想A (3)通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面 倾斜程度越大，斜面的机械效越 。 (4)

14、若要验证猜想C，应控制不变的量是：斜面长、斜面的倾斜程度和 ，需要改变的量是 。 参考答案参考答案: : （1）0.7 78 (2) (3)高（大） （4）斜面的粗糙度 物体 重力论文题目：论文题目：浅浅谈测谈测滑滑轮组轮组和斜面的机械效率和斜面的机械效率姓名：林亮栋姓名：林亮栋 作者单位：江门市新会会城华侨中学（会城龙昌路作者单位：江门市新会会城华侨中学（会城龙昌路 6 号）号） 邮政编码：邮政编码：529100 联系电话：联系电话：13427287138 通讯地址：广东省江门市新会区会城新会大道中通讯地址：广东省江门市新会区会城新会大道中 41 号同德雅苑号同德雅苑 9 座座 402电子邮件：电子邮件：