二、机械效率教学设计

9.6 测滑轮组的机械效率

1.进一步练习组装滑轮组.

2.测量滑轮组的机械效率.

3.探究影响滑轮组机械效率的因素.

【重点难点】

重点:测量滑轮组的机械效率.

难点:分析总结影响滑轮组机械效率的因素.

【新课导入】

导入1:复习导入

我们上节课学习了机械效率,知道机械效率等于有用功与总功的比值即η=,那么如果测出使用机械时的有用功和总功,便可以利用公式求出其机械效率.这节课我们就用这种方法测滑轮组的机械效率.

导入2:提问导入

问题:(1)什么是有用功?如何计算?

(2)什么是额外功?

(3)什么是总功?怎样计算?

(4)什么是机械效率?怎样求机械效率?

教师引导:如果测出使用机械时的有用功和总功,便可以利用公式求出其机械效率.这节课我们就用这种方法测滑轮组的机械效率.

[来源:学+科+网]【课堂探究】

探究:测滑轮组的机械效率

1.观察图941,分组按甲图组装滑轮组,思考并回答下列问题.

(1)该滑轮组有几段绳子承担着重物? 3段

.

(2)怎样用弹簧测力计测量拉力和滑轮对钩码的力?

组装好滑轮组后,使弹簧测力计缓慢匀速上升,弹簧测力计的示数就等于拉力的大小;滑轮对钩码的力等于钩码的重力

.

(3)怎样测量绳子自由端被提升的距离s和重物上升的距离h?若确实没有合适的刻度尺,该实验能否进行?

先从刻度尺上读出绳端(或重物)的初位置并记录,停止用力物体停下来后,再读出绳端(或重物)的末位置并记录,两次记录之差即为绳子自由端(或重物)被提升的距离s(或h) .

使用该滑轮组提升物体时,有3段绳子承担着重物,s=3h,则η=的距离s和重物上升的距离h也可以完成实验

.

(4)在提升钩码的过程中应该注意什么?

匀着用力,使钩码匀速缓慢上升

.

(5)要用不同质量的钩码多做几次实验,为什么?

总结规律,探究滑轮组的机械效率与所提物体重力的关系

.

==.即不测绳子自由端被提升

2.进行实验,并把相关实验数据填入下面表格

滑轮组甲的机械效率

次数

1

2

内容

重物所受的重力/N

重物的初位置/m

重物的末位置/m

重物上升的距离/m

滑轮组做的有用功/J

拉力/N

绳端的初位置/m

绳端的末位置/m

绳端移动的距离/m

总功/J

机械效率

3.根据实验数据,进行计算,求出滑轮组做的有用功、总功和机械效率,并填入表格中.

4.分组按丙图组装滑轮组.

5.进行实验,并把相关实验数据填入下面表格

滑轮组丙的机械效率

次数内容

1

2

重物所受的重力/N

重物的初位置/m

重物的末位置/m

重物上升的距离/m

滑轮组做的有用功/J

拉力/N

绳端的初位置/m

绳端的末位置/m

绳端移动的距离/m

总功/J

机械效率

3

3

[来源:Zxxk.Com]

6.根据实验数据,进行计算,求出滑轮组做的有用功、总功和机械效率,并填入表格中.

7.交流讨论

各实验小组汇报实验结果,交流实验心得并讨论,回答下列问题.

(1)同一滑轮组挂不同质量的钩码时,机械效率相同吗?

不相同,所挂物体的质量越大,机械效率越高

.

(2)不同的滑轮组挂相同质量的钩码时,机械效率是否相同?为什么?

不相同,因为不同的滑轮组,动滑轮的个数和重力都不相同,在提升物体做相同有用功的时候,对动滑轮做的额外功就会不同,则总功也不同,机械效率就不同

.

(3)影响滑轮组机械效率的因素有哪些?

动滑轮重和被提物体的重力

.

(4)要提高滑轮组的机械效率有哪些方法?

减轻动滑轮的重力,适当增大被提物体的重力.尽量减小绳与轮之间的摩擦

.

六、测滑轮组的机械效率

1.分组按甲图组装滑轮组.

2.进行实验,并把相关实验数据填入相应表格.

3.根据实验数据,进行计算,求出滑轮组做的有用功、总功和机械效率,并填入表格中.

4.分组按丙图组装滑轮组.

5.进行实验,并把相关实验数据填入相应表格.

6.根据实验数据,进行计算,求出滑轮组做的有用功、总功和机械效率,并填入表格中.

7.交流讨论.

8.影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮重和被提物体的重力.

1.

某实验小组利用如图所示的装置测量滑轮组机械效率,钩码总重6 N.

(1)实验时要竖直向上

匀速缓慢

拉动弹簧测力计,由图中可知拉力大小为

2.4 N,将弹簧测力计向上移动15 cm,则钩码上升的高度为

5 cm,该滑轮组的机械效率为

83.3% .

(2)取下2个钩码,再做实验,此时滑轮组的机械效率将

减小

(选填“增大”“减小”或“不变”).

2.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:

实验

序号

①

②

钩码

重/N

4

6

钩码上升

的高度/m

0.1

0.1

绳端的

拉力/N

1.8

2.4

绳端移动

的距离/m

0.3

0.3

机械效

率/%

74.1

——

(1)实验时,应

匀速竖直

拉动弹簧测力计;

(2)第②次实验中,拉力做的总功是

0.72 J,滑轮组做的有用功是

0.6 J,

滑轮组的机械效率η= 83.3% (结果保留一位小数).

(3)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是

所提物体的重力不相等

.

3.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示.他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲

< F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲

< W乙,η甲

< η乙.(均选填“>”“=”或“<”)

4.

菏泽市政府投入巨资,实施景观改造.施工中,一工人利用如图所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10 m高处,沙重90 N,所用的拉力是100 N.求:

(1)有用功是多少;

(2)总功是多少?

(3)定滑轮的机械效率是多大.

答案:(1)900 J (2)1 000 J (3)90%