沪粤版九年级上册物理 11.3 如何提高机械效率 第2课时测算滑轮组的机械效率 习题课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
第2课时 测算滑轮组的机械效率
目录
01
知识梳理
02
课堂演练
03
课堂检测
课程要求 了解提升机械效率的途径和意义
探究实验 测算滑轮组的机械效率
课时重点 测算滑轮组的机械效率
课时难点 理解同一机械的机械效率是可变的
知识梳理
1. 实验原理：η=__________________________。
2. 应测物理量：________、______________________、________、_________________________________。
3. 表达式：η=________________________。
知识点：测算滑轮组的机械效率
物重G
物体上升的高度h
拉力F
绳子自由端移动的距离s
课堂演练
知识点1：测算换轮组的机械效率
1. 用滑轮或滑轮组提起同一重物到同一高度，如不计摩擦力，如下图所示中机械效率最高的是(　　)
B
2. 如图11-3-8所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中：
（1）实验原理：η＝_______________________。
（2）实验器材：定滑轮和动滑轮各一个、轻重不同的两物块、______________________、________、铁架台、细线。
（3）在实验操作中拉力的方向应沿________方向________拉动弹簧测力计。
（4）某次实验提升物体前后如图甲、乙所示，则物体上升的高度为________，绳子自由端移动的距离为________。若物体的重力为5 N，弹簧测力计的示数如图丙所示，则拉力是________，滑轮组的机械效率为________。
弹簧测力计
米尺
竖直
匀速
0.1 m
0.3 m
2 N
83.3%
3. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图11－3－9所示，实验中每个钩码重2 N，实验所得数据如表格所示。
实验次序 1 2 3 4
钩码的重力G/N 4 6 4 4
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2
绳端的拉力F/N 1.8 2.4 1.4 1.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.3 0.5 1.0
机械效率η 74% 83% 57%
(1)第三次实验中滑轮组做的有用功为________，总功为________，机械效率为________。
(2)分析表中数据可知：第2次实验所用装置是图________；第4次实验所用装置是图________。(均填“甲”“乙”或“丙”)
0.4 J
0.7 J
57%
乙
丙
(3)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，_______________________________________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率_____________。
(4)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
增加提升的物体的重力
越低
无关
思路点拨：
运用实验原理η= ×100%分析，测量的表达式是η= ×100%。经过多次测量可知：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有所提物重、动滑轮重、绳重和摩擦力。机械效率的高低与物体提升的高度、绳子的绕线方式等无关。实验结论：
（1） 用同一个滑轮组提升不等重的物体时，物体的重力越大，机械效率越高。
（2）用不同的滑轮组提升等重的物体时，动滑轮越重的滑轮组的机械效率越低。
（3）用一个滑轮组提升同一个物体时，提升高度不同，机械效率相同。
易错辨析：
(1)绳子自由端移动的距离s与重物提升的高度h的关系：s＝nh（n表示提升动滑轮的绳子的股数）。若没有刻度尺，实验也能进行，因为η= ×100%。
(2)实验中应该匀速缓慢拉动弹簧测力计。
知识点2：常考机械的机械效率计算(关联整合)
4. 图11-3-10是小明同学探究斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下表：
实验 次数 斜面的 倾斜 程度 物块 重量 G/N 斜面 高度 h/m 沿斜面 拉力 F/N 斜面长 s/m 机械
效率η
1 较缓 10 0.1 5.0 1
2 较陡 10 0.3 6.7 1 45%
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60%
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟______________________的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为________。
(2)分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越________。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持______________________不变。
斜面的倾斜程度
20%
大
斜面倾斜程度
5. 如图11-3-11所示，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块。由图中数据可知，弹簧测力计示数为________N，斜面的机械效率为________；若将图中的斜面变陡，则该斜面的机械效率将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
6
83.3%
变大
6. 用如图11－3－12所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________________________。
0.5
66.7
杠杆本身受到重力(或O点有摩擦)
思路点拨：
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆和斜面 W有用=Gh W总=Fs W额外=W总-W有用
滑轮组（不计绳重、和 摩擦） W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+ G动h W额外=W总－W有用 W额外=G动h
课堂检测
1. (3分)两台机器，甲的机械效率大于乙的机械效率，
则(　　)
A. 使用甲机器一定省力
B. 使用甲机器做功一定快
C. 使用甲机器做功一定多
D. 以上说法都不正确
D
2. (4分)某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一次搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设他每次上楼的速度相同，用这两种方法搬书的功率分别为P1、P2，机械效率分别η1、η2。则下列判断中正确的是(　　)
A. P1＜P2，η1＜η2 B. P1＞P2，η1＞η2
C. P1＜P2，η1＞η2 D. P1＝P2，η1＝η2
B
3. (4分)用图11-3-13中甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N，绳重和摩擦力不计。则(　　)
A. 手的拉力：F甲＝F乙；机械效率：
η甲＝η乙
B. 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：
η甲＞η乙
C. 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：
η甲＜η乙
D. 手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：
η甲＜η乙
B
4. （3分）用一个动滑轮提升一重物，不计摩擦和绳重的情况下，将动滑轮改为定滑轮使用,这样一定(　　)
A. 提高了机械效率
B. 降低了机械效率
C. 更省力
D. 增加了有用功
A
5. （6分）如图11-3-14所示，用竖直向上的力F匀速拉动杠杆的右端，使质量为5 kg的物体缓慢升高0.1 m，测得拉力大小F＝24 N，A端移动的距离为0.25 m，在这一过程中，有用功为________，额外功为________，机械效率为________。(g取10 N/kg)
5 J
1 J
83.3%
6. (10分)在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图11-3-15所示。
序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升 的高度s/m 动滑轮的机械效率η
1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4%
2 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1%
3 0.3 4 0.2 0.4
(1)实验时，小佳应沿________向上方向匀速拉动弹簧测力计。
(2)第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为________N，拉力所做的额外功为________J，动滑轮的机械效率为________%。
(3)对比三次数据可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越________。
竖直
2.4
0.16
83.3
高