（原创）家庭实验室：小实验——测量滑轮组的机械效率

小实验——测量滑轮组的机械效率

   知识点链接：机械效率

实验目的：测量滑轮组的机械效率

   实验人：王婧菡

　　●物理现象观察

古希腊科学家阿基米德发明创造了滑轮组。公元前214年，阿基米德在叙拉古城保卫战中，曾指挥军队利用滑轮组在城墙上安装了许多像今天起重机这样的庞大机械，当罗马舰队靠近叙拉古城时，从这些机械上伸出的“大手”，把敌舰轻轻抓起来，再摔到礁石上，把舰船摔得粉碎。阿基米德的“新式武器”为保卫叙拉古城做出了很大贡献。

　　●提出问题

　滑轮组的机械效率总是一定的吗？

　　●猜想与假设

滑轮组的机械效率 不是 一定的。

●设计实验

实验目的：比较同一滑轮组在不同使用情况下的机械效率。

实验原理：η=×100％

实验器材：滑轮组一套、两物块（甲轻乙重）、铁架台、细线

　　●进行实验

1.如图所示组装滑轮组：

用细线将一个定滑轮和一个动滑轮连成滑轮组，挂在铁架台上，将细线一端拴在弹簧测力计上，在滑轮组下悬挂物块（第一次挂甲物块，第二次挂乙物块）。

2.用弹簧测力计测量钩码所受的重力并填入表格。

3.记下物块和拴住弹簧测力计的线端原先的位置，然后匀速向上提起弹簧测力计，读出拉力的大小；测出物块和拴住弹簧测力计的线端上移的距离；用弹簧测力计再测出物块重。

　 　4.将测得的数据填入下表并完成计算。

●分析与论证

分析上表中的数据可以看出：

　　1.在不同使用情况下，同一滑轮组的机械效率 不是 一定的（填“是”或“不是”）。

　　2.滑轮组的机械效率 小于1（填“大于”、“等于”或“小于”）。

　　●评估

1.小明同学使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会小，弄得小明同学一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该注意什么？

答：缓慢拉动弹簧测力计，使钩码匀速升高。

2.在实验中拉力的方向能否向下？谈一谈你的看法。

答：不能。向下拉会使增大拉力，使数据不准确。

3.实验中两次测算的机械效率并不相等，你认为原因是什么呢？

答：所用滑轮组一定，但提升的钩码不一样重。

4.提升相同重物时，增加动滑轮的个数，滑轮组的机械效率改变吗？为什么？

答：应该会改变。因为动滑轮的重力发生了改变。

●交流与讨论

1.根据前面的探究，通过什么途径可以提高滑轮组的机械效率？

答：①减小动滑轮自身的重力②给转动轴加润滑油

2.小明将要利用下图中所示器材测量滑轮组的机械效率。请你帮他检查一下还缺少什么器材？如果没有这种器材，小明能测量出滑轮组的机械效率吗？为什么？

　 答：还缺刻度尺。没有刻度尺就无法测量机械效率。因为η=

×100％，而W_总=FS、W_有用=GH，F与S都需要刻度尺测量，所以没有刻度尺就无法测量机械效率。

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潘书朋：中学物理教师，扎根乡村教育24年，任教毕业班16届，山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人，《校长principal》执行总编，北京睿师育人教育科技研究院特聘研究员，全国本真教育研究会核心成员、先进个人，《当代教育家》个性教师，烟台市初中物理学科德育专家，多次获市优质课、示范课，地级优质课，曾获市教学能手，市教学工作先进个人，市先进教研组长，山东省远程研修优秀学员、优秀研修组长等荣誉称号。在《光明日报》、《教育家》、《当代教育家》、《中国教师报》、《中国教师》、《中学物理》、《中学生报》、《山东省教师教育网》、《新课程评论》、《教学管理与教育研究》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇，《让物理教学回归实验室》等多篇论文被中国人民大学复印报刊资料收录，多次为市教学工作会议提供经验交流，多次在各地进行教育教学的公益讲座。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。入选《星教师》“中学物理化学生物年度创新教学设计TOP15”，荣获中国STEM教育协作联盟评选的“首届中国最美科学教师专家提名奖”。

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