八年级：测滑轮组机械效率

【知识回顾】

人们使用机械的目的就是要做人们需要做的功，这部分功在物理学中叫做有用功。

在现实生活中，人们为了达到工作目的往往还得做并非需要但不得不做的功，这部分功叫做额外功。

例如：

☛实验中用滑轮组提升钩码，拉力对钩码做有用功，对动滑轮做额外功。

实验滑轮组

☛生产中塔吊吊建筑材料，动力对建筑材料做有用功，对动滑轮做额外功。

塔吊滑轮组

有用功和额外功都是有动力来完成，因此，动力做的功叫做总功或有用功跟额外功之和叫做总功。

在物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，由于有用功总比总功小，因此机械效率总小于1.

【举手提问】

1.如何测量滑轮组机械效率？

2.影响滑轮组机械效率的因素有哪些？

3.提高机械效率有哪些方法？

4.滑轮组有哪些应用？

【新课学习】

一、测量滑轮组的机械效率

由于有用功跟总功的比值叫做机械效率，因此，要测滑轮组机械效率，就得知道有用功和总功的大小。

根据功的概念，有用功W有，需要测出阻力G和在阻力方向移动的距离h，用W有=Gh算出.

总功W总，需要测出拉力F和在拉力方向移动的距离s，用W总=Fs算出.

测滑轮组机械效率实验装置安装图：

根据机械效率公式（实验原理）：

即可算出滑轮组的机械效率。

[观察与实验]

视频：测量滑轮组的机械效率

（选择音量横屏看）

[实验反思]

1.实验时缓慢匀速拉动弹簧测力计读出拉力大小，用刻度尺测出钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离。

2.滑轮组机械效率的实验表达式为：

3.分析实验数据,我们会发现:

在所用滑轮组一定时,提升的物体越重,机械效率越高。

二、影响滑轮组机械效率的因素

①主要因素是克服动滑轮重做额外功.

②其它因素是滑轮跟绳子、轮与轴之间摩擦以及绳重做额外功.

3.在水平方向使用滑轮组时，因动滑轮受重力方向竖直向下，在重力方向没有做功，因此影响滑轮组机械效率主要因素是摩擦。

如下图所示：

三、提高机械效率的方法

现代社会是讲效率的社会,人们总希望以尽可能少的消耗,取得尽可能多的效益。在日常生活和工农业生产中,提高机械效率、更充分地发挥机械设备的作用有着重要的经济意义。

提高机械效率的主要办法是从影响机械效率的因素出发,改进机械的结构,使其更合理、更轻巧，经常保养,定时润滑,使机械处于良好的运转状态。

例如：

提高滑轮组机械效率的方法：

①增大提升物体的重力.

②减小动滑轮自身的重力.

③使转动轴保持良好润滑。

四.滑轮组用途广泛

☛在生产中，大型机械设备，例如：大吊车、塔吊、龙门吊、高铁电力网补偿器等都要使用滑轮组。

起重机

塔吊

龙门吊

高铁电力网补偿器

☛在生活中，例如电梯、手摇晾衣架等也要用到滑轮组。

电梯及滑轮组

手摇晾衣架及滑轮组

【中考真题训练】

1.(2019邵阳)(8分)

某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:

①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格.

②按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置.

③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格.

④算出有用功W有,总功W总,机械效率η.

⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验.

请根据实验过程和实验记录,思考并回答:

(1)在第一次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为            m.

(2)根据表中数据,可计算得出第二次实验的机械效率为             .

(3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为           N.(绳重和摩擦忽略不计).

(4)分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率               (选填“越大”“越小”或“不变”).

2.（2018德州)

测量滑轮组的机械效率:

步骤：
如图为测量某滑轮组机械效率的实验装置.

装置图：

①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计.

②分析表中数据可知:实验2是用图            做的实验.

③实验序号3中的机械效率η=             .

表格：

结论：

通过比较            (填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.

通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率             .

问题讨论：
 实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数你认为他的想法              (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到            对滑轮组机械效率的影响.

3.(2019绥化)(5分)

如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置.测得的实验数据如下表.

(1)实验过程中,应竖直向上           拉动弹簧测力计.

(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是              .

(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重           ,滑轮组的机械效
率越高.

(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为         W.

(5)创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是            (填字母)

A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方

B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升

C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组

4.(2020湘潭)(7分)

测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表.

(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做          运动.

第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为         N.

(2)第2次实验时所做的有用功为           J.滑轮组的机械效率是              .

(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力

越         (选填¨大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;

分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度          (选填“有关”或“无关”).

(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是         .

A.增大绳重      B.减轻动滑轮重    C.加快物体提升的速度

5.(2020长沙)(6分)

某实验小组用下图的实验装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表所示.

(1)实验中应尽量竖直向上         拉动弹簧测力计;

(2)第一次实验中测得滑轮组的机械效率为         %(结果保留整数);

(3)分析以上数据可知,使用同一个滑轮组提升重物时,被提升物体的重力越          ,滑轮组的机械效率越高.

6.(2020绵阳)

将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组.

在图甲滑轮组,用大小为3.6N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m;

在图乙滑轮组,用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m.

不计摩擦和绳重.设图甲滑轮组的机械效率为η甲,图乙滑轮组的机械效率为η乙,则(   )

A.   η甲>η乙        B.   η甲<η乙

C.  η甲≈55.5%  D.η乙≈83.3%

参

考

答

案

在

下

边

找

哦

！

参考答案：

1.（1） 0.6 （2）75%

（3）0.3（4）越大

2.（1）乙    80%  （2）1、2     越低

（3）不正确      摩擦力

3.（1）匀速缓慢（2）74.1%

（3）越大（越重）（4）0.54 （5）C

4.

(1)  匀速直线   0.6

(2)  0.075        62.5%

(3)  大      无关

(4)  B

5. （1）匀速  （2）56  （3）大

【全部课程链接】

（哪里不会点哪里）