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(共22张PPT)
第九章　机械和功
制作简易升降机
第六节
1
了解我国古代机械的智慧，认识简单机械的实际应用。
2
小组协作设计并制作简易升降机，培养动手能力和工程思维。
3
通过合作探究掌握滑轮组的省力规律和机械效率的计算方法。
任务一　了解我国机械发展的历史，并与组内同学分享讨论。
(1)这些机械如何体现杠杆、轮轴或滑轮的原理？
记里鼓车
水力鼓风系统
战国云梯车
对比古代与现代机械，动力和结构有哪些进步？
用滑轮组、支架、绳子等材料设计一台省力且机械效率高的升降机。
1.要求：能竖直提升物体，提升距离大于10 cm。
2.设计展示：每组用实物投影仪展示设计图，解释你们小组选择的绕线方式。
任务二　制作升降机
任务三　测量升降机的机械效率
1.实验原理：η=。
2.实验步骤
(1)用弹簧测力计测出钩码所受的重力G，按照图甲所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。
(2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。
(3)应用公式W有用=Gh、W总=Fs、η=分别求出有用功W有用、总功W总、
机械效率η，并填入表格。
(4)改变钩码的数量，再做几次上面的实验。
(5)换用图丙所示的装置重复实验步骤(1)~(3)，将实验数据记入表格。
次数 1 2 3 4
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有/J
测力计拉力F/N
绳子移动距离s/m
总功W总/J
机械效率η
3.实验归纳
(1)用同一滑轮组提升不同重物时，提起的物重越重，机械效率 。
(2)用不同的滑轮组提升同一重物到相同高度时，动滑轮越重，做的额外功越多，机械效率 。
越高
越低
1.(2024·苏州期末)如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是(　　)
A.图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合
B.图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定
大于重物上升的高度
C.图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮
的组合
D.图乙中的定滑轮改变了施力方向
C
解析　图甲中，吊车顶端是定滑轮，改变力的方向，中间是轮轴，绕着共同的一个轴转动，故A正确，不符合题意；
轮轴省力，但是费距离，故工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意；
图乙的绞车是两个定滑轮和轮轴构成的，
故C错误，符合题意；
图乙中，定滑轮只能够改变力的方向，
不能改变力的大小，故D正确，不符合题意。
2.(2024·武威凉州区开学考)实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如表。
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η(结果保留整数) 57% 74% 83% η4
(1)实验使用的测量工具是　　　　和弹簧测力计。
刻度尺
解析　根据功的公式W=Fs可知，需要测量力的大小和通过的距离，故需要刻度尺和弹簧测力计；
(2)在实验操作中应竖直向上　　　拉动弹簧测力计。通过分析表中数据可知，第2次实验是用　 　(选填“甲”或“乙”)图装置做的。
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η(结果保留整数) 57% 74% 83% η4
匀速
甲
解析　在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，
这样弹簧测力计处于平衡状态，其示数才能够反映拉力
的大小；
实验2中，h2=0.1 m，s2=0.3 m，绳子自由端通过的距离
是物体上升高度的3倍，则动滑轮上绳子的股数是3股，
故用的是甲图装置；
(3)计算第4次实验的机械效率为　　　，若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可能得出的结论是滑轮组的机械效率与　　　　　　　有关，比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与_________________无关。试提出一种提高机械效率的方法：　　　　。
83%
动滑轮的重力
物体上升的高度
见解析
解析　第4次实验的机械效率为：η===≈83%；比较1和2
两次的实验数据，实验1中绳子自由端通过的距离是物体上升高度的5倍，故采用的是滑轮组乙，物体重力相同，动滑轮个数不同，机械效率不同，故结论是滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
比较3和4两次的实验数据可知，滑轮组相同，物体的重力相同，上升的高度不同，机械效率相同，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
由1和2两次的实验数据可知，减轻动滑轮的重力可以提高机械效率；
(4)在第4次实验中钩码上升的时间是6 s，则该次实验中拉力F的功率是________W。
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η(结果保留整数) 57% 74% 83% η4
0.24
解析　第4次实验所做的总功为W=F″s″=2.4 N×0.6 m=1.44 J；做功的功率为：P===0.24 W；
(5)已知每只滑轮重1 N，请计算第2次实验中由于机械摩擦损耗的功为_______J。
0.04
次数 物理量 1 2 3 4
钩码重G/N 4 4 6 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6
机械效率η(结果保留整数) 57% 74% 83% η4
解析　第2次实验做的总功：W总=Fs=1.8 N×0.3 m=0.54 J，
有用功W有=Gh=4 N×0.1 m=0.4 J，
对动滑轮做功W动=G动h=1 N×0.1 m=0.1 J，
则克服摩擦力做功：Wf=W总-W有-W动=0.54 J-0.4 J-0.1 J=0.04 J。

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