北师大物理第九章第6节测滑轮组的机械效率导学案

测滑轮组的机械效率学习目标、重点、难点【学习目标】1.会测滑轮组的机械效率2.知道影响滑轮组机械效率的因素。【本节重点】如何测滑轮组的机械效率和影响滑轮组机械效率的因素。【本节难点】影响滑轮组机械效率的因素。直尺弹簧测力计直尺弹簧测力计滑轮钩码器材影响机械效率的因素器材影响机械效率的因素动滑轮重（G动滑轮重（G动）摩擦力（Ff）物重测滑轮组机械效率实验测滑轮组机械效率实验新课导引使用滑轮组提起重物省力但不省功．滑轮组中的滑轮数量越多，机械效率越高吗?图甲和图乙所示的滑轮组，哪个机械效率高呢？你认为滑轮组的机械效率与哪些因素有关?教材精华知识点测滑轮组的机械效率探究实验【提出问题】怎样测量滑轮组的机械效率?【制订计划与设计实验】如图9-113所示，使用滑轮组拉动重物（钩码）匀速上升，读出弹簧测力计的示数F，测出绳子自由端移动的距离s及重物上升的高度h．在上拉的过程中．W总=Fs，W有用=mgh，．【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、如图9-113乙、丙所示的两个滑轮组、长约2m的细绳．【实验过程】（1）按如图9-113所示那样．把滑轮组安装好，记下钩码和弹簧测力计的位置.（2）匀速拉动弹簧测力计使钩码升高．从弹簧测力计读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码升高的高度h和弹簧测力计移动的距离s，填入记录表格．（3）算山有用功W有用、总功W总、机械效率η，填入表格中．【实验记录】如下表所示．1212钩码所受的重力G/N510510钩码的初位置/m钩码的末位置/m钩码上升的距离h/m滑轮组做的有用功W有用=Gh/J1212拉力F/N4绳端的初位置/m绳端的末位置/m绳端上升的距离s/m总功W总=Fs/J机械效率%%%%【交流论证】各实验小组汇报实验结果，交流实验结果并讨论．【实验要点解析】（1）钩码的重力由钩码的质量（根据G=mg）换算出来（2）钩码上升的高度h和绳自由端移动的距离s由靠近滑轮组旁固定在铁架上的刻度尺测出.（3）在每次实验时，先确定h和s．在匀速竖直向上拉动绳子的过程中，读出弹簧测力计示数为拉力F的大小．（4）实验时要有明确的分工，安排一人负责按操作要求拉绳子，一人负责读弹簧测力计的示数，一人负责测h和s，并监督同学们的操作是否正确．（5）实验时要严肃认真，实事求是地记录数据，不得抄袭别人的数据或凑数据.（6）实验完毕．整理好器村．新课导引解读：影响滑轮组机械效率的因素有：物重、动滑轮重、摩擦．课堂检测1下列说法中正确的是（）A．机械效率越高的机械做功越快B．机械效率越高的机械做功越多C．功率越大的机械做功越快D．功率越大的机械做功越多2一个滑轮组用6段绳子承担货物的总重，又知滑轮组的机械效率为75％，要用它提起重为3600N的货物，需要多大的拉力？3.某同学选择如下器材做“测定滑轮组的机械效率”的实验：①弹簧测力计；②钩码；③铁架台；④定滑轮、动滑轮各一个；⑤一根是够长的细绳.（1）他所选的器材缺少了.（2）补是器材后，该同学进行了如下实验操作：A．将如图9-114所示的滑轮组安装在铁架台上，在滑轮组下方挂好钩码，在细绳的一端系住弹簧测力计.B．记下钩码和弹簧测力计的起始位置.C．向上提起弹簧测力计，计下弹簧测力计的读数.D．测量出钩码提升的高度和弹簧测力计移动的距离.E．将有关数据填人表格中，并进行必要的计算.上述步骤中，有一项需要作出重要补正，该项补正的内容是（3）补正后，按正确的操作方法完成了实验，并记录了如下实验数据，请完成下表．滑轮组组成钩码重G/N钩码升高h/m弹簧测力计的示数F/N绳子自由端移动的距离s/m机械效率η一个定滑轮一个动滑轮（4）画出滑轮组的绕线方式.4使用如图9-116所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的重物，则：（1）若绳子的自由端向上移动6m，滑轮组做的有用功是多少?（2）若滑轮组的机械效率是70％，做功的总功率是7kW，重物上升的速度是多少?5如图9-117所示是一位工人师傅用于粉刷楼房外墙壁升降装置的示意图，上端固定在楼顶，若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有上具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重和摩擦不计（g取10N／kg），当工作台从距地面10m高处上升到距地面30m高处时，工人师傅最少需要做J的功.当工作台停在距地面15m高处时，工人师傅对绳子的拉力为N．6在探究滑轮组的机械效率与物重关系的实验中，用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的有关数据如下表所示．实验次数重物的质量/kg重物上升的距离/m弹簧测力计的示数/N拉力作用点移动的距离/m滑轮组的机械效率12%3%（1）根据表中数据，计算第1次实验中的机械效率.（g取10N／kg）（2）如图9-118所示是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”．请你分析上述实验数据，得出机械效率与物重的定性关系，并利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述．7如图9-119所示是某水上打捞船起吊装置的结构示意图，某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱体积为50m3，质量为200t（1）货箱完全浸没在水叶1时受到的浮力是多少?（2）货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆的拉力F为l×106N，则在此过程中拉力F所做的功是多少?起吊装置的滑轮组机械效率是多少?（3）若货箱从刚露出水而到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况.（水的密度为1×103kg／m3，体验中考1（09·重庆）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图9-122所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：实验次数钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的读数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率12824%245153610%（1）表中空格处填入适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）（2）在实验操作中应竖直向上拉动弹簧测力计．（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率.（4）滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与有关（写出一种影响因素即可）．2.（08·哈尔滨）某建筑工地使用如图9-124所示的装置搬运建筑材料已知柴油机的效率是40％，柴油的热值是4×107J／kg，用此装置将一块重为3200N的建筑材料提升5m，历时4s，消耗的柴油为4g.（1）4g柴油完全燃烧放出多少热量?柴油机的输出功率多大?（2）提升这块建筑材料做的有用功是多少？整个装置的效率多大?（3）清对该工地采用此装置施工的合理性进行评价.学后反思附：课堂检测及体验中考答案课堂检测1答案为C.2解：机械效率，s=6h，.3.答案：（1）刻度尺（2）C项中应匀速竖直向上拉弹簧测力计（3）70％（4）如图9-115所示4..解：（1）由图可知，承担重物的绳子段数为n=3，则重物上升的高度为h=6m=2m，G=mg=500kg×N／kg=4900N，W有用=Gh=4900N×2m=9800J．（2）由W=Pt得，P有用=ηP总=70％×7000W=4900W．P有用=，得v=.5答案：180003006答案：（1）％（2）关系：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，机械效率越高.评述：宣传画中用巨大的滑轮提升小皮箱，物重很小，机械效率很低，着实是一种浪费．7解：（1）货箱浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=×103kg/m3×10N／kg×50m3=5×（2）由题图可知，拉力F使钢缆自由端移动的距离是货箱被提起高度的4倍，即s=4h=4m，故拉力F所做的功W总=F·s=l×106N×4m=4×106J．有用功W有用=Gh=mgh=200×103kg×10N／kg×1m=2×10滑轮组的机械效率.（3）货箱从刚露出水面到完全出水的过程中，排开水的体积逐渐减小．由公式F浮=ρ水gV排可知，货箱所受的浮力逐渐变小，在此过程中，滑轮组对货箱的拉力逐渐变大，机械效率变大.体验中考1答案：（1）％30