《测量机械效率》课件

第4节

机械效率第十二章简单机械R·八年级物理下册第2课时测量机械效率复习导入有用功、额外功、总功的概念是什么?什么是机械效率，表达式是什么?有用功跟总功的比值叫做机械效率。有用功与额外功的总和有用功额外功总功对人们有用的必须要做的功并非我们需要但又不得不做的功机械效率如何测量呢?探究新知知识点

测量滑轮组的机械效率【实验装置】要想知道有用功和总功，需要测量哪些量？【实验原理】【实验思路】按示意图组装滑轮组，并使用该滑轮组分别提起重力不同的钩码，比较每次的机械效率。【实验过程】1.用弹簧测力计测量钩码所受的重力G

并填入表中。2.按照右图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。3.缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F

，用刻度尺测出钩码提升的高度

h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表中。【实验过程】4.算出有用功

W有用、总功W总、机械效率η并填入表中。5.改变钩码的数量，重复上面的实验。次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η123【实验过程】6.换用如图所示的装置重复2~4步，将实验数据填入表中。次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1234点击画面播放视频次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η11.50.20.30.70.60.4271%230.20.61.20.60.7283%34.50.20.91.70.61.0288%41.50.20.30.610.650%【实验记录】几次实验中测得的机械效率一样吗？【分析论证】比较实验1、2、3：

动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。比较实验1、4：

物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。说一说，影响滑轮组机械效率的因素有哪些？被提升物体的重力、动滑轮的重力、绳重及摩擦等。滑轮组机械效率的讨论忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：滑轮组的机械效率在数值上等于物重与总重的比值。即：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越高；提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率越高。【实验结论】用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高；用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。点击画面播放视频怎样提高机械效率呢？提高机械效率的方法(1)增加有用功：(2)减少额外功：在机械能承受的范围内，增加物重。①改进结构，减轻机械自重；②定期保养，减小机械间的摩擦（加润滑油）。练习在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重力的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：（1）表格中的横线上应填的数据为______。（2）分析实验数据，可初步得出实验结论：同一滑轮组的机械效率与__________________有关。62.5%被提升物体的重力（3）小明在实验操作中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，照此操作，则所测出的机械效率与其真实值相比将________（选填“偏高”“偏低”或“不变”）。偏高（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重力的物体，对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲____（选填“>”“<”或“=”）η丙。=（5）结合生产实际，用滑轮组提升重物时。下列选项中也可以提高机械效率的是______。A.增大绳重 B.减轻动滑轮重C.加快提升物体的速度 D.增加物体被提升的高度B练习与应用1.两位同学根据图中装置分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η甲同学1.00.10.50.3乙同学3.00.11.20.3钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η甲同学1.00.10.50.3乙同学3.00.11.20.30.10.1566.7%0.30.3683.3%分析表中数据可知，甲、乙两同学测得的滑轮组的机械效率不同的主要原因是所提升钩码的重力不同。2.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。没有机械效率为100%的机械。因为使用任何机械做功时，必然要克服机械受到的重力、摩擦力等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。提高机械效率的主要办法是改进结构使机械设备更合理、更轻巧，在使用中注意保养，做好润滑，如使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，这样可以减小额外功；或者增大重物质量，增大有用功，也可提高机械效率。2.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。3.某小组同学用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。(1)实验中，弹簧测力计的示数F为______N。钩码总重G为1N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了0.3m，则杠杆的机械效率为________(精确到0.1%)。0.566.7%(2)实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________________________。杠杆所受的重力(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_______（选填“变大”“变小”或“不变”)。变大课堂小结用同一滑轮组提升重力不同的物体时，被提升的物体越重，机械效率越高；用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。1.滑轮组机械效率的规律2.提高机械效率的方法减轻机械自重减小机械间的摩擦允许情况下增加物重知识点1滑轮组机械效率的测量1.【石家庄28中一模】同学们进行了“影响滑轮组机械效率的因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如下表所示。基础通关1次数钩码重力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η120.11.20.355.6%240.11.90.370.2%360.11.60.5

420.21.20.655.6%(1)实验中应沿竖直方向

拉动弹簧测力计。

(2)通过比较第1、4两次实验数据可得出:使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

(选填“有关”或“无关”)。

(3)通过比较第

两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。

(4)分析表中数据可知:第3次实验是用图

(选填“甲”“乙”或“丙”)所示装置来完成的,第3次实验时滑轮组的机械效率是

。

(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2N增加到8.4N,滑轮组的机械效率可以达到

。

匀速无关1、4丙75%84%12.在“探究斜面”的实验活动中,为了探究“斜面省力与斜面倾角的关系”和“影响斜面的机械效率的因素”,某小组做了在斜面上匀速拉动同一材料构成的物块滑动的实验,并记录实验数据如下表所示。(已知θ1<θ2<θ3)32能力突破次数斜面材料斜面的倾角θ物重G/N物体上升的高度h/m沿斜面的拉力F/N物体移动距离s/m机械效率η1毛巾θ15.00.12.00.550%2木板θ15.00.11.60.563%3木板θ110.00.13.20.563%4木板θ25.00.12.10.3568%5木板θ35.00.13.00.2

(1)根据表中的数据计算,第5次实验中总功为

J,额外功是

J,物体所受的摩擦力是

N,斜面的机械效率η=

。

(2)分析表中数据,可得出结论。①根据第1、2次实验可知,

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

。

②根据第

次实验斜面的机械效率相同,得出结论:在同一斜面上,

不影响斜面的机械效率。

③根据第

＿＿次实验,得出结论:在斜面粗糙程度一定时,拉动同一物体上升,

。

0.60.50.183.3%斜面的倾角一定时,拉动同一物体上升时,接触面越粗糙,斜面的机械效率越低2、4、5物体的重力2、3斜面的倾角越大,斜面的机械效率越高323.【江苏扬州】在学习了机械效率的相关知识后，外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。(1)分析表中的数据,他的猜想是

(选填“正确”或“错误”)的。次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η/%120.11.00.30.20.3066.7230.11.40.30.30.4271.4350.12.20.30.50.6675.8错误表132(2)实验小组又进行了如下的探究:改变动滑轮的个数组成不同的滑轮组,仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳,测得的数据如表2。次数动滑轮个数钩码重G/N绳端拉力F/N钩码上升的高度h/m绳端移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η/%4163.60.20.41.21.4483.35262.40.20.81.21.9262.56362.20.21.21.22.6445.5表232分析数据可知:物重相同,动滑轮个数越多越省力,但机械效率越

。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功

有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑

。

(3)根据表2中的数据,如果增加动滑轮个数继续实验,将会出现的困难是

,你的改进方法是

。

低大于机械所做的额外功机械效率变低减轻动滑轮的质量324.小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系。他首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小多次测量,得到如下表所示的数据。素养达标4斜面倾斜角θ木块重G/N斜面高h/m斜面长s/m拉力F/N机械效率η15°100.10.43.669.4%30°100.20.4

(1)实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做

＿运动,并读出弹簧测力计的示数。

(2)当斜面倾斜角为30°时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F=

N,滑轮