沪粤版九年级物理上册教案第十一章第三节如何提高机械效率

第十一章 机械功与机械能
第三节 如何提高机械效率
设计说明 机械效率是在简单机械、功和功率等基础知识上构建起来的新概念，既是前面这些知识的延伸，又是后面学习热机效率等概念的基础。它和功率一样，也是反映机械做功性能的重要物理量，在生活和生产中有着非常实际的价值和意义。 教学时首先通过“活动1”，分析两个实际做功的场景：用滑轮组提起重物和利用挖掘机挖掘、搬运泥土，哪些功是我们需要的？哪些功是不得不额外做的？从中自然地引出有用功、额外功和总功三个概念，以及总功与有用功和额外功的关系。由此顺理成章地导出机械效率的定义，以及机械效率的公式，再引导学生讨论：“机械效率的数值会等于或大于1吗”，加深学生对机械效率的认识。“活动2”通过实验操作，学习实际测算滑轮组的机械效率，感受“同一机械其效率也不是恒定不变的”，最后讨论如何提高机械效率的方法。 教学目标 【知识与技能】 1.知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。 2.理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。 3.知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。 【过程与方法】 经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算简单机械效率的方法。 【情感态度和价值观】 通过学习“效率”的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。 重点难点 教学重点 有用功、额外功、总功及机械效率的概念。 教学难点 同一机械的效率是可变的。 教学方法 实验探究及讨论、分析相结合的教学方法。 教具、学具 多媒体课件、铁架台、滑轮组（一个定滑轮和一个动滑轮组成）、细绳、钩码（每个重为2N）、弹簧测力计、刻度尺等。 授课时数 3课时 第1课时 什么是机械效率 教学过程 导入新课 小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？ 【教师点拨】 现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。我们使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。 讲授新课 一、什么是有用功与额外功 1.投影出教材图11-16 【提问】 （1）在这两个情景中，力对哪些物体做了功？ （2）哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？ （3）哪些功是我们不需要但又不得不做的功？ 【教师点拨】 （1）对于教材图11-16(a)，拉力对滑轮组做功时，拉力对重物、动滑轮、绳子以及克服各部分之间的摩擦力都做了功；其中，提升重物做的功是我们需要的功，对动滑轮、绳子以及克服摩擦力所做的功是我们不需要但又不得不做的功。 （2）对于教材图11-16(b)，挖掘机对泥土、抓斗以及克服各部件之间的摩擦力都做了功；其中，提升泥土所做的功是我们需要的功，对抓斗以及克服摩擦力所做的功是我们不需要但又不得不做的功。 【想一想】 各种方案运输沙子时： （1）力对哪些物体做了功？ （2）哪些功是我们为了达到特定目的必须要做的功？ （3）哪些功是我们不需要但又不得不做的功？ 【教师点拨】 方案一：对沙子、桶做功，克服自身重力做功，其中对沙子做功是我们需要的功，对桶做功，克服自身重力做功是我们不需要但又不得不做的功。 方案二：对沙子、桶做功，克服摩擦做功，其中对沙子做功是我们需要的功，对桶做功，克服摩擦做功是我们不需要但又不得不做的功。 方案三：对沙子、桶和动滑轮做功，克服摩擦做功，其中对沙子做功是我们需要的功，对桶和动滑轮做功，克服摩擦做功是我们不需要但又不得不做的功。 方案四：对沙子、口袋和动滑轮做功，克服摩擦做功，其中对沙子做功是我们需要的功，对口袋和动滑轮做功，克服摩擦做功是我们不需要但又不得不做的功。 【归纳总结】 “有用功”“额外功”及“总功”的含义： 在做功过程中，我们需要的、有价值的功，称之为有用功。 我们不想做而不得不做的功，称之为无用功或额外功。额外功虽然是我们不需要的，但为了完成目的却又不能不做。 有用功与额外功的和我们称之为总功，是我们在完成目的时实际所做的功。即。 【教师点拨】在实际用机械做功时，总功也等于动力对机械做的功。 【想一想】分析下列情况中的有用功、额外功、总功。 （1）用桶从井中提水。 （2）桶掉到井里，把桶从井中捞起。 （3）用桶把水提到楼上去。 【教师点拨】 （1）目的是把水提上来，所以提升水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，对水和桶做的功是总功。 （2）目的是把桶捞上来，所以对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功，对桶和水做的功是总功。 （3）目的是把水提到楼上，所以对水做的功是有用功，对桶和人所做的功是额外功，对水、桶和人做的功是总功。 【拓展】分析利用各种简单机械做功时的有用功、额外功、总功。 的原因克服杠杆重和摩擦克服动滑轮重、桶重和摩擦克服摩擦克服绳子和轴间摩擦
【算一算】各种方案运输沙子时做的有用功、额外功和总功分别是多少？其中沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高6 m。 【教师点拨】 方案一：、、。 方案二：、、。 方案三：、、。 方案四：、、。 在有用功相同的情况下，方案四的额外功最少，所以方案四最好。我们总希望，使用机械做功时，有用功占总功中的份额越大越好。 二、什么是机械效率 1.概念：把有用功与总功的比值，叫做机械效率。 2.公式：。 【想一想】 （1）机械效率表示的物理意义是什么？ （2）机械效率的单位是什么？ （3）为什么机械效率总小于1？能不能等于1？ （4）如何提高机械效率？ 【教师点拨】 （1）机械效率表示有用功在总功中所占比例的高低，反映机械性能的一个重要指标。 （2）因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。 （3）用机械做功时，一般情况下，不可避免地要做一部分额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 （4）提高机械效率的方法：额外功一定时，增加有用功；有用功一定时，减少额外功。 【算一算】各种方案运输沙子时机械效率？其中沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高6 m。 方案一：。 方案二：。 方案三：。 方案四：。 方案四做功的机械效率最高。 【想一想】一些机械的机械效率 起重机的机械效率是40%~50%，滑轮组的机械效率是50%~70%，水泵的机械效率是60%~80%。 【典例】一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m，如果额外功是9 600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？ 解：起重机提高物体的力等于物体的重力，，起重机提升重物所做的有用功，起重机做的总功，起重机的机械效率 课堂小结 1.有用功、额外功、总功 有用功：对人们有用的功叫有用功。 额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。 总功：有用功和额外功之和。 2.机械效率：把有用功与总功的比值，叫做机械效率。 3.机械效率公式：（没有单位且总小于1） 4.机械效率反映机械性能的一个重要指标。 5.提高滑轮组机械效率的方法：增加有用功、减少额外功。 当堂达标 1.做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼，在此过程中，下列关于做功的说法正确的是(　　) A.对桶做的功是有用功 B.对水做的功是有用功 C.对水做的功是额外功 D.克服自身重力做的功是总功 2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的(　　) A.有用功减小，总功不变　 B.有用功增加，总功增加 C.有用功减小，总功减小　 D.有用功不变，总功减小 3.如图所示，工人师傅用250N的力将重400 N的物体匀速提升1 m，在此过程中滑轮组的机械效率是(　　) A.80%　 B.62.5% C.125% D.20% 4.如图所示，把重为G的物体沿高为h、长为l的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力F做的功为W，则下列选项正确的是(　　) A.拉力大小为 B.物体所受摩擦力大小为 C.克服重力做功的功率为 D.斜面的机械效率为 5.如图所示，当水平拉力时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200 N，所受地面的摩擦力约为80 N，假如在5 s时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中(　　) A.拉力F做功为30 J B.物体重力做功为120 J C.拉力F做功的功率为12 W D.该装置的机械效率约为60% 6.图1中力水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s，改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为(如图2)，此过程中滑轮组(　　) A.总功为　 B.额外功为 C.机械效率为 D.额外功为 7.如图所示，小刚用20 N的拉力在10 s内把重32 N的物体匀速提升了30 cm，拉力所做的有用功为______J，滑轮的机械效率是______，拉力的功率是______W。 8.搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重为120 N的物体匀速提升3 m，所用的拉力为50 N，不计绳重及摩擦。求： (1)滑轮组的机械效率； (2)动滑轮的重； (3)用该滑轮组同时拉4个这样的物体的拉力。 参考答案 1.B 2.D 3.A 4.B 5.C 6.D 7. 9.6 80% 1.2 8.解：由图可知， （1）滑轮组的机械效率 （2）由可得，动滑轮的重 （3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力 板书设计 一、什么是有用功、额外功 1.有用功：是我们需要的、有价值的功，叫做有用功。 2.额外功：把无利用价值而又不得不做的功，叫做额外功。 3.总功：有用功和额外功之和是总功，即。 二、什么是机械效率 1.概念：把有用功与总功的比值，叫做机械效率。 2.公式：。 3.提高滑轮组机械效率的方法 （1）减小动滑轮的重。 （2）增加物重。 （3）减小绳子与滑轮的摩擦。 第2课时 测量滑轮组和斜面的机械效率 教学过程 回顾思考 1.什么是有用功、额外功与总功？它们之间有怎样的数量关系 2.请分析活动1中用滑轮组提重物时，对谁做的功是有用功？对谁做的功是额外功？谁对滑轮组做的功是总功？ 3.什么是机械效率？为什么机械效率总是小于1？ 引入新课 问题：滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关 【教师点拨】（1）额外功越少越好：动滑轮的重量越轻越好、所受摩擦力越小越好；（2）有用功越多越好：提起的重物越重越好。 问题：如何定量研究滑轮组机械效率与这些因素有关？ 讲授新课 一、实验：测量滑轮组的机械效率 【讨论】 1.分析滑轮组工作中的总功、有用功和额外功，说明额外功的产生原因。 2.额外功在滑轮组的问题中是很难直接测量的。我们利用什么器材、测量什么物理量就可以求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率？ 3.实验中为了能准确测量各物理量要注意什么？ 【教师点拨】克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功；对重物做的功是有用功，所以要测量物重和重物上升的高度；人手拉绳子做的功是总功，所以要测量拉力和拉力移动的距离；如果拉动绳子的速度不均匀，测量拉力时弹簧测力计的示数会不稳定，因此要匀速拉动。 【学生实验】把各小组分成两大组，组装成图所示的滑轮组，分别完成活动1和活动2，并将测量结果记录在表格中。 活动1：用轻质塑料滑轮提重物，用铁质滑轮提同一重物，计算机械效率。 表格及数据： 实验次序钩码重G/N弹簧测力计示数F/N提升重物高度h/m绳子自由端移动距离s/m动力对滑轮组做功滑轮组对重物做功机械效率塑料21.10.10.20.220.291%铁制22.70.10.20.540.237%
活动2：用同一滑轮组提升不同重物，计算不同情况下的机械效率。 表格及数据： 实验次序钩码重G/N弹簧测力计示数F/N提升重物高度h/m绳子自由端移动的距离s/m动力对滑轮组做功滑轮组对重物做功机械效率121.10.10.20.220.291%242.10.10.20.420.495%
【归纳总结】影响滑轮组机械效率的因素 影响因素探究结论改进措施、提高效率与提升重物的重有关同一个动滑轮，提升重物越重，机械效率越大在安全许可的情况下，尽可能多提货物与动滑轮自重有关不同的动滑轮，提升相同的重物，动滑轮自重越小，机械效率越高改进机械结构，使它更合理，轻巧滑轮组自身部件的摩擦机械自身摩擦越大，机械效率越低对机械进行保养，保持良好的润滑，减少摩擦
4.问题：你对实验中测量滑轮组机械效率的方法有什么意见？还有其他方法吗？ 【教师点拨】由于绳子自由端移动距离s和钩码提升高度h是有关系的，即s=nh，所以只要知道滑轮组中吊着动滑轮的绳子段数n就可以根据，计算机械效率。 【拓展】竖直放置滑轮（组）的机械效率 （1）机械效率： （2）定滑轮的机械效率： （3）动滑轮的机械效率： （4）滑轮组中若已知承担物重绳子的段数为n，机械效率： 【跟踪训练】 1.图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上__匀速____拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为____2.4___N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动___24___cm，该滑轮组的机械效率为___83.3%_____。 （2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将___增大___（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (
增大
) 2.在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： ⑴此实验所用滑轮的个数至少是_ 3 __个，其中动滑轮有___2___个。 ⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为___62.5%_____，第二次实验时滑轮组的机械效率____大于 _第一次的机械效率（选填“大于”“小于”或“等于”）。 次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.520
二、实验：探究斜面的机械效率 猜想：斜面的机械效率可能和哪些因素有关？ 1.斜面的光滑程度 2.斜面的高度 3.斜面的长度 4.斜面的坡度 实验步骤（探究斜面机械效率与斜面坡度的关系） 1.测量小木块的重力，记录数据； 2.把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h； 3.改变斜面的倾斜程度，重复步骤2。 实验记录 斜面倾斜程度木块重力G/N斜面高度h/m拉力 F/N斜面长s/m有用功/J总功/J机械效率较缓较陡很陡
实验结论 斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高。 课堂小结 一、测量滑轮组的机械效率 1.实验原理：。 2.实验结论： （1）动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。 （2）物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。 3.注意事项：测力计要竖直匀速拉动。 二、测量斜面的机械效率 1.实验原理： 2.实验结论：斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高。 3.注意事项：测力计要沿斜面匀速拉动。 当堂达标 1.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物，所用的拉力分别为和，机械效率分别为和，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(　　) A.， B.， C.， D.， 2.用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是(　　) A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动 B.测量机械效率的原理是 C.机械效率与动滑轮重力的大小有关 D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ） A.以较快的速度匀速提升重物 B.以较慢的速度匀速提升重物 C.增加承担物重的绳子股数 D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦 4.如图所示，工人用滑轮或滑轮组提升重物，每只滑轮的质量均相同，若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子与滑轮间的摩擦)，下列说法正确的是(　　) A.使用丙滑轮组与使用丁滑轮组一样省力 B.使用丁滑轮组最省力 C.机械效率最高的是使用丙滑轮组 D.机械效率最高的是使用乙滑轮 5.某实验小组的同学用如图甲所示的器材，探究影响滑轮组机械效率的因素。 实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m拉力F/N拉力F通过的距离s/m机械效率10.500.200.420.4060%21.000.200.760.4031.500.201.050.4071%42.000.201.380.4072%52.500.201.680.4074%
(1)要提起图甲中的重物，请完成滑轮组的绕线(要求拉力最小)。 (2)该实验小组的同学将图甲中的物体换成钩码，采用图乙所示的绕线方法，测得滑轮组的机械效率如表所示。第2次实验中，滑轮组的机械效率η≈______%(计算结果保留整数位)。 (3)请根据表中的数据，在图丙的坐标中用光滑曲线画出η与G的关系图。 (4)随着提升物重的增加，滑轮组的机械效率______(选填“增大”“不变”或“减小”)。 (5)本次实验中，除物重外，影响该滑轮组机械效率的主要因素还有： ①__________________；②__________________。 (6)在某一次测量中，将图乙中F的方向改为如图丙的、所示，其他条件不变，滑轮组的机械效率______(选填“会”或“不会”)改变。 6.学习了机械效率知识后，某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想： A.跟斜面的粗糙程度有关； B.跟斜面的倾斜程度有关； C.跟物体的重力有关； D.跟斜面的长度有关。 为了验证其中的部分猜想是否正确，小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究。 下表反映了他的探究过程。 实验序号斜面倾角斜面粗糙程度物块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功/J总功/J机械效率①30°粗糙10.50.710.571②30°稍光滑10.50.610.50.683③45°粗糙10.70.910.70.9
(1)在实验过程中，应沿斜面向上______拉动木块。 (2)请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据。 (3)通过对比______两次(填实验序号)实验数据，可验证猜想A。 (4)通过对比实验①③的数据，可以得出的探究结论是：当其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越______。 (5)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，需要的拉力越______。 (6)若要验证猜想C，应控制不变的量是：斜面的倾斜程度和__________________，需要改变的量是__________________。 参考答案 1.A 2.D 3.D 4.D 5.（1）如图甲所示 （2）66 （3）如图乙所示 （4）增大 （5）①绳与轮的摩擦 ②轮与轴的摩擦 （6）不会 甲 乙 6.（1）匀速 （2）0.7 78 （3）①② （4）大 （5）小 （6）斜面粗糙程度 物体的重力 板书设计 一、测滑轮组的机械效率
1.原理： 2.测力计要竖直匀速拉动 二、测量斜面的机械效率 1.原理： 2.测力计要沿斜面匀速拉动 第3课时 习题课 教学过程 题型一 功 例1 用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为和，则（　　） A. B. C. D. 解析：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据可以判断两个力做功相等，即。 答案：B 跟踪训练 1.小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（　B　） A.9J B.30J C.90J D.300J 2.如图所示，斜面长2 m、高1 m，把一个质量为25 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功__250___J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力F= __125___N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是____红酒开瓶器______。（） 题型二 功率 例2 物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程—时间图像如图甲时，受到的水平推力为；当物体运动的速度—时间图像如图乙时，受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 甲 乙 解析：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为；由图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为；因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力；由可得，两次推力的功率。 答案：B 跟踪训练 3.参加初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考场还在四楼。他一口气从一楼跑到四楼考场，所用时间为30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（　C　） A.1.5 W B.15 W C.150 W D.1 500 W 4.如图所示，用的拉力拉绳子1 s，使小车匀速移动了0.2 m，若不计滑轮组的摩擦，那么地面对小车的摩擦力为___900__N，滑轮组对小车做功的功率为__180___W。 题型三 机械效率 例3 如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（　　） 甲 乙 A.拉力的大小为450N B.用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80% C.分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大 D.分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，做功少 解析：忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，图甲中，由，可得拉力的大小，A错误；图甲中，根据可得动滑轮的重力；忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率，则用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为，B正确；分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即和做功相同），机械效率也相同，C、D错误。 答案：B 跟踪训练 5.用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80%和75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为（　B　） A. B. C. D. 6.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重的0.08倍。求： （1）拉力F在30s内所做的功； （2）整个装置的机械效率。 解：（1）故障车在30s内通过的路程：，由图知，，拉力端移动距离：，拉力F在30s内所做的功：；（2）地面对故障车的摩擦力：，滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：，整个装置的机械效率：。 题型四 测机械效率 例4 小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。 甲 乙 丙 次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.824101.53036103090.9
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为_____（保留一位小数）。 （2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为_____N。 （3）分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组，___________________。 （4）在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会__ _ _（选填“变大”“变小”或“不变”）。 解析：（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为；（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；（3）分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，拉力F变大，拉下的距离s不变，总功变大，有用功不变，则滑轮组效率变小。 答案：（1）88.9% （2）2.2 （3）提升物体的重力越大，机械效率越高 （4）变小 跟踪训练 7.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想： （1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关； （2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关； （3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关； （4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。 小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是（　B　） A.（1） B.（2） C.（3） D.（4） 8.如图是小明“探究斜面的机械效率”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6N的小车分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表。 实验次数斜面倾斜程度斜面高h/m斜面长s/m沿斜面拉力F/N机械效率1较缓0.10.52602较陡0.20.53
（1）比较数据中的物重和__拉力 可知借助斜面是否省力，根据数据中物体上升高度和斜面长可知斜面是否费距离。在第2次实验中拉力所做的额外功是___0.3___J，机械效率是___80%___。 （2）小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高。他的结论 不可靠 ___（选填“可靠”或“不可靠”），理由是 实验次数太少，结论不具有普遍性 。 （3）斜面在生产、生活中随处可见。在盘山公路、镊子、老虎钳、普通钢钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是 盘山公路 。 当堂达标 1.下列说法中正确的是（　　） A.省力的机械，也可以省距离 B.做功时间越长，功率一定会越小 C.机械做功越快，机械效率一定越高 D.省力的机械，机械效率不一定越高 2.体重为50 kg的小华在跳绳测试中，1 min跳180次，每次腾空的最大高度平均为6 cm，则她在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是（g取10 N/kg）（　　） A.5.4kW B.9kW C.750W D.90W 3.工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（　　） A.10% B.45% C.80% D.90% 4.如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（　　） A.吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B.吊起相同货物，上升速度快机械效率高 C.每次吊起的货物越少，机械效率越高 D.货物升高的高度越高，机械效率越高 5.如图所示，工人用160 N的拉力F将重为300 N的木箱在10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端。下列说法正确的是（　　） A.拉力F做功的功率是16 W B.克服木箱重力做的功是900 J C.斜面的机械效率是62.5% D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变 6.探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。 次数钩码重力/N提升高度/cm有用功/J拉力/N总功/J机械效率11.0400.41.10.884521.5400.61.41.125432.0301.742.5401.02.01.6063
（1）请把表格中三个未完成的空补充完整。 （2）甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率______（选填“增大”“减小”或“不变”）。请你解释出现这种现象的原因_______________________________。 （3）乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100 g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即，他猜测还有____________因素影响机械效率。（答一种因素即可） （4）丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值，通过比较第1、2和____组的数据，发现重物的重力越大，差值_______（选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释______________________。 7.如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为，经过，货物A竖直升高。已知汽车对绳的拉力F的功率，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： （1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 参考答案： 1.D 2.D 3.D 4.A 5.C 6.（1）0.6 1.02 59% （2）增大 动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大 （3）绳重、各种摩擦 （4）4 越大 所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多 7.解：（1）由可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功： 。 （2）10s内货物A移动的距离： ， 由图知，，拉力端移动距离： ， 由可得汽车对绳的拉力大小： 。 （3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对货物A的拉力： ， 斜面的机械效率： 教学反思