12.3机械效率讲练结合2
目标一 机械效率实验
知识讲解
实验一:测量滑轮组的机械效率
(1)实验原理:
(2)必备测量工具:刻度尺、弹簧测力计
(3)注意事项:①拉力方向要_________;②弹簧测力计要_______拉动物体上升,在匀速运动的状态下读数
次数 钩码所受的重力G/N 钩码提升高度h/m 有用功W有/J 绳子自由端拉力F/N 绳子自由端移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1
2
3
(4)提高竖直滑轮组机械效率的方法:
①减小动滑轮重;②减小绳重;③减小摩擦。④增大物重;
减小竖直滑轮组机械效率的方法:
①增大动滑轮重;②增大绳重;③增大摩擦。④减小物重; ★n、v、s、h不会影响机械效率
实验二:探究斜面的机械效率与倾斜程度的关系
1.实验原理:
2.必备测量工具:刻度尺、弹簧测力计
3.注意事项:
①拉力的方向要与斜面_______;
②弹簧测力计要________拉动物体上升,在匀速运动的状态下读数;
课堂练习
1.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
(1)分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是__________,应改为_________ ;
②第 3 次实验中滑轮组的机械效率是__________;
③比较第 1 次和第 3 次实验结果可知:滑轮组的机械效率与_______无关.
(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示.当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率:____________(选填“相同”或“不相同”),
理由是:________________________。
2. 如下图甲所示是某一学习小组探究“ 斜面的机械效率” 实验装置.小红猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关,表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据.
(1)实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做_______运动;
(2)通过比较表格中:“物块重力”和“__________”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械;
(3)表格实验数据验证了_______(小红/小悦)的猜想,结论是:在其它条件一定时,斜面___________,机械效率越高;
(4)第一次实验中物块所受斜面的摩擦力为_______N;
(5)请你进一步分析了实验数据,并结合所学物理知识,解决下列关于斜面的物理问题.图乙中斜面1 的长度小
于斜面 2 的长度,木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑,该过程中斜面对木块的支持力________ (做功/不做功).木块到达斜面1、2 底端时的速度分别为v1、v2 ,若斜面光滑,则v 1 _______v 2(大于/小于/等于); 若斜面粗糙程度相同,则 v 1 ________v 2 (大于/小于/等于)
课后练习
1.甲、乙两机械的效率分别是η甲 =70%、η乙 =50%,则( )
A.使用甲机械省力 B.使用甲机械做功快
C.在相同时间内,使用甲机械完成的功多 D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
2.如图6所示,小明将重为50N的水,从一楼加速提高到三楼,若每层楼的高度为3m,整个过程用时10s,小明所用拉力为60N,则( )
A.小明做的功是 300J
B.小明做功的功率是 83.3%
C.小明可以使用轻质定滑轮从而提高效率
D.提升水的过程中,水的机械能不断增加
3.小明用图 18 中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A,测出 A 移动的距离 s、水平拉力F和A的重力G.
(1)以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η? ___________如果能,写出η的表达式;如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式_________________(η用题目已知及补充的物理量符号表示)
(2)若 A 在 10s 内运动了4m, A的速度为_____________.
4.如图,手用 F 1 的力直接将物体 A 匀速提升 h,F 1 做功为 W 1 ,功率为 P 1 ;若在相同时间内借助斜面把 A 用力F 2 匀速提升相同高度 h,F 2 做功为 W 2 ,功率为 P 2 ,斜面的机械效率是 30%,则:( )
A.W 1 >W 2 B.W 1 =W 2
C.P 1 >P 2 D.P 1
5.小明利用如右图所示的滑轮组,在 1min 内将 200N 的重物匀速提升了 6m,已知滑轮组的机械效率为 80%,不计绳重及摩擦(提升动滑轮所做的功为额外功)
(1)求小明所做的总功及其功率。
(2)求动滑轮的总重力