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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.
【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===.即不测绳子自由端被提升的距离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　.?
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
内容　　　
1
2
3
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
3
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
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
钩码
重/N
钩码上升
的高度/m
绳端的
拉力/N
绳端移动
的距离/m
机械效
率/%
①
4
0.1
1.8
0.3
74.1
②
6
0.1
2.4
0.3
——
(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%

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