北师大版8下物理 9.6测滑轮组的机械效率 教案

六、测滑轮组的机械效率
【目的和要求】
学习测量机械效率的基本方法。分清在简单机械工作时，什么是有用功，什么是总功。
【仪器和器材】
滑轮组（J2122型），测力计（J2104型，5牛），刻度尺，钩码（J2106型），方座支架（J1102型），线绳。
【实验方法】
重物升高的距离可以从刻度尺直接读出。测力计的移动距离可以在实验开始时在线绳某点（如线绳与滑轮接触但即将离开的一点）做个标志，实验完毕用刻度尺量出绳上这个标志移动的距离。
1．检查器材
实验前应先检查每个滑轮的端面应与框架平行，轮子转动灵活，轮子的轴向窜动不应大于1毫米。再检查测力计并调整指针位置，消除其零误差。
2．用单滑轮组实验
照图a将两个单滑轮组成滑轮组。在滑轮下挂上6个钩码，线绳的自由端挂在测力计的挂钩上，手握测力计面板使重物匀速上升，读出测力计在移动时的示数。测出重物上升的高度和测力计移动的距离。把以上数据记入表9-6中，反复实验三次。
实验装置
次
数
有用功
总功
效率
钩码重（牛）
升起高度（米）
功（焦）
拉力（牛）
拉过距离（米）
功（焦）
各次效率（%）
平均效率（%）
单滑轮组
1
2
3
3．用双并滑轮组实验
用两个双并滑轮组成滑轮组，如图b。在动滑轮下面挂10个钩码（钩码串过长，可挂成两串或三串）。线绳自由端挂在测力计的挂钩上，拉动测力计使重物匀速上升，重复实验3次。把各次数据记入表9-7中。
实验装置
次
数
有用功
总功
效率
钩码重（牛）
升起高度（米）
功（焦）
拉力（牛）
拉过距离（米）
功（焦）
各次效率（%）
平均效率（%）
双并滑轮组
1
2
3
4．计算出每次实验的机械效率
【注意事项】
1．实验中，因为我们使用的测力计量程为5牛顿，故重物（钩码）不可太少，否则示数过小，误差较大。
2．按国家教委（原教育部）发布的教学仪器标准规定，用J2122型单滑轮组吊起9．8牛顿的重物实验，其机械效率一般不低于90%，用双并滑轮组吊起9．8牛顿的重物实验，其机械效率不低于60％。若实验得出的机械效率太低，应检查滑轮的缆绳是否从滑轮槽中滑脱出来，或者线绳是否扭结。
3．以下因素会影响测力计读数的准确：
（1）测力计不是匀速地移动。
（2）测力计指针与刻度板摩擦。
（3）重物摆动。
【思考题】
为什么用双并滑轮组实验的机械效率比用单滑轮组实验低？
提示：双并滑轮组比单滑轮组的滑轮多，自重较大，而且滑轮在运动中要克服摩擦力消耗功，使总功变大，机械效率变低。