機(jī)械效率影響因素

1、_機(jī)械效率影響因素簡單機(jī)械的機(jī)械效率是力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是中考幾乎每年必考的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。為了較好地理解各種簡單機(jī)械的做功情況, 就要弄清有用功、額外功和總功的概念:(1) 有用功 :機(jī)械對(duì)物體做的功 ,是目的 .(2) 額外功 :不需要但不得不做的功 ,例如克服機(jī)械間的摩擦做功 .(3) 總功 :人(動(dòng)力 )對(duì)機(jī)械做的功 .最常見的簡單機(jī)械有三種:滑輪組、杠桿和斜面。下面就這三種簡單機(jī)械模型來討論一下簡單機(jī)械的機(jī)械效率影響因素。一、探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素（豎放）滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)摩擦）W有用W有用G物 hG物1W總W 有用 W額外G物 h G輪 h G物 G輪G輪1G物因此滑輪組

2、的機(jī)械效率與物重與輪重有關(guān)：（ 1）滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低，可以理解為滑輪越重，做的額外功越多；（ 2）物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越低，可以理解為做的有用功多，機(jī)械效率越高1在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖所示的同一滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：(1) 寫出表中標(biāo)有編號(hào)、和的空格處的數(shù)據(jù)?(2) 在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該怎樣拉動(dòng)彈簧測力計(jì)?精品資料_(3) 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機(jī)械效率主要與什么因素有關(guān)?為什么 ?(4) 不同滑輪組的機(jī)械效率又與其它哪些因素有關(guān)呢?( 列舉一例 )答案：（ 1） 2.2N30（ 2 ）豎直向上勻速拉動(dòng)（ 3）物體的重力有

3、關(guān)（4）還與動(dòng)滑輪重力有關(guān)2在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)按正確方法操作，圖9 是他實(shí)驗(yàn)中的情景，下表是他記錄的一組數(shù)據(jù)。(1 ）由表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出，滑輪組對(duì)鉤碼做的有用功為0.1J ，人做的總功為_J 。(2 ）對(duì)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，其不合理之處是_；結(jié)合彈簧測力計(jì)放大圖，可知小強(qiáng)的錯(cuò)誤是_ 。(3 ）在該次實(shí)驗(yàn)中，所測滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)該為_ 。精品資料_(4) 實(shí)驗(yàn)中，若僅增加鉤碼的重，則滑輪組的機(jī)械效率將 _ ( 選填“增大”、“減小”或“不變”)答案：（ 1） 0.06（ 2）總功小于有用功測力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)了（ 3） 83.3%（4）增大3某實(shí)驗(yàn)小組探究影響滑輪組機(jī)械效率的因

4、素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。若不計(jì)摩擦，比較1 和 2 兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機(jī)械效率與有關(guān)；比較 1 和 3 兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出滑輪組的機(jī)械效率與有關(guān)。答案：動(dòng)滑輪重力有關(guān)；物體重力次數(shù)123物理量鉤碼重 G/N446鉤碼上升高度 h/m0.10.10.1繩端拉力 F/N1.81.42.4繩端移動(dòng)距離 s/m0.30.50.3機(jī)械效率74%57%83%二、探究影響杠桿機(jī)械效率的因素杠桿的機(jī)械效率（不計(jì)摩擦）精品資料_（ 1 ）若不計(jì)杠桿自重，則杠桿不做額外功，機(jī)械效率=100% ；如考慮杠桿自重，提起杠桿自身所做的功為額外功，提起重物所做的功為有用功，則機(jī)械效率W物

5、W物W桿（ 2 ）考慮杠桿本身的重力，則提起杠桿自身所做的功為額外功W額外G杠桿 h桿心 ，拉力為動(dòng)力，所做的功為總功W總Fs（ 3 ）由于杠桿的重心一般在物體的幾何中心，因此h桿心1 h桿端 ；如果動(dòng)力作用點(diǎn)在2桿端，則有 sh桿端2h桿心 ；重物移動(dòng)的距離則可以根據(jù)杠桿平衡條件求出Fl 1G物 l 2G 桿 l 3（杠桿不水平，杠桿的力臂不能直接在杠桿上讀出，但杠桿力臂和杠桿長成比例，可以認(rèn)為sh1 ）4如圖所示是小明測量杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)情景(杠桿的重力忽略不計(jì))(1) 請(qǐng)?jiān)谙卤碇邪严嚓P(guān)的數(shù)據(jù)填寫完整物體重物體上升的彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)移動(dòng)的有用功總功 W機(jī)械效率G N高度 hcm的示數(shù)

6、 F N 豎直距離 S cmW 有 J 總 J430(2) 為提高本實(shí)驗(yàn)中杠桿的機(jī)械效率，請(qǐng)?zhí)釛l合理的建議：_ 。答案：精品資料_（1 ） 15、 2.4 、 0.6 、 0.72 、 83.3 ；（ 2 ）選擇支點(diǎn)靈活的杠桿或在支點(diǎn)所在軸處加潤滑油5用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量杠桿的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升（1 ）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計(jì)的示數(shù)F為_N ，鉤碼總重G 為 1.0N ，鉤碼上升高度h 為 0.1m ，測力計(jì)移動(dòng)距離s 為 0.3m ，則杠桿的機(jī)械效率為_% 請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：_ （ 2 ）為了進(jìn)一步

7、研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在 A、 B 兩點(diǎn)，測量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸鉤碼總重鉤碼移動(dòng)距拉力測力計(jì)移機(jī)械效率掛點(diǎn)G/N離 h/mF/N動(dòng)距離 s/m/%1A 點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B 點(diǎn)2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)， 能否得出 “ 杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高” 的結(jié)論？答： _；請(qǐng)簡要說明兩條理由： _ ；_ 。答案 :（1 ） 0.5 ； 66.7 ；由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）等做功（2 ）不能；精品資料_兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒有掛在同一位置僅根據(jù)一次對(duì)比

8、實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的三、探究影響斜面機(jī)械效率的因素使用斜面時(shí)，對(duì)物體所做的功為有用功，拉力所做的功為總功，克服斜面摩擦力所做的功為額外功。（ 1 ）有用功： W有用Gh ；總功： W總FL ；額外功： W額外fL（ 2 ）因?yàn)樾泵婺Σ亮Υ笮∨c斜面傾斜程度有關(guān)，斜面傾斜角度越大，物體對(duì)斜面的壓力越小，物體所受到的摩擦力越小， 額外功越小。 因此可以認(rèn)為斜面傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。6小明對(duì)“斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)？”這一課題，提出了如下一些值得探究的猜想：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)；斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度有關(guān)；斜面的機(jī)械效率與斜面的長度有關(guān)；斜面的機(jī)械效率與物體的重力有

9、關(guān)。給你如圖所示的裝置，請(qǐng)你選擇上述猜想中的一項(xiàng)，并解答下列問題：（1 ）你選擇的猜想是_ （填寫序號(hào)）精品資料_（2 ）要用圖中的器材完成你選擇的探究，還要補(bǔ)充的器材是：（至少寫出兩種）（3 ）在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，需要控制不變的因素有： _ ； _ ； _答案：（ 1）任選其中一個(gè)均可；（2 ）（ 3 ）見下表7下圖是小明同學(xué)斜面機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)他用彈簧測力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)斜面的物塊重量斜面高度沿斜面拉力斜面長機(jī)械效率次數(shù)傾斜程度G/Nh/mF/Ns/m1較緩100.15.012較陡100.36.7145

10、3最陡100.58.4160 精品資料_小明探究的是斜面的機(jī)械效率跟_ 的關(guān)系。在第1 次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為 _ ，物塊和斜面的內(nèi)能增加了約_J 。分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡， 機(jī)械效率越 _。若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持_ 不變。（3 ）小華用 20N 的力把重為25N 的物體沿著長為20cm 、高為 10cm 的斜面，從斜面底端拉到頂端則斜面的機(jī)械效率為。答案：（ 1）斜面的傾斜程度，20% ， 4；（ 2 ）高，斜面的傾斜程度；（3）62.5% 8在探究“斜面的機(jī)械效率高低與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用沿斜面向上的力

11、F 拉動(dòng)小車，使小車從斜面底端勻速運(yùn)動(dòng)到斜面頂端，如圖所示。多次改變斜面傾斜程度，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)回答下列問題：斜面傾小車重量斜面高度沿斜面拉斜面長有用功總功 W斜面的機(jī)斜度G/Nh/m力 F/NS/mW 有/J總 /J械效率較緩100.1311333.3%較陡100.2412450%最陡100.416（ 1 ）當(dāng)斜面“最陡”時(shí)，沿斜面拉力為 _N ；做的有用功為 _J ；斜面的機(jī)械效率為 _% 。精品資料_（ 2 ）通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，你認(rèn)為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越陡，需要的拉力越 _ 。（3 ）根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你可以獲得該實(shí)驗(yàn)探究的初

12、步結(jié)論是：_答案：（ 1） 6； 4； 66.7 ；（ 2）大；（ 3 ）斜面的機(jī)械效率隨斜面的傾斜程度增大而增大9在探究“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：支架，帶有滑輪的長木板（滑輪與木板之間的距離是可調(diào)的），帶掛鉤的木塊，彈簧測力計(jì)，棉布，毛巾，刻度尺，細(xì)線。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（ 1 ）用帶有滑輪的長木板做實(shí)驗(yàn)有什么好處？_ （只答出一條即可）（ 2 ）測拉力時(shí)，要在木塊 _時(shí)讀數(shù)。（ 3 ）測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一。（表一）實(shí)驗(yàn)斜面傾斜木塊重斜面高度拉力斜面長機(jī)械效接觸面次數(shù)程度G/Nh/mF/NS/m率1最陡木塊與木板5.00.204.50.307

13、4.1%2較陡木塊與木板5.00.203.80.4065.8%3較緩木塊與木板5.00.203.40.5058.9%4較緩木塊與棉布5.00.204.00.505較緩木塊與毛巾5.00.204.80.5041.7%第 4 次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率=_ 。精品資料_第 3 、 4、 5 三次實(shí)驗(yàn)，是探究斜面的機(jī)械效率與_的關(guān)系。根據(jù)第1、 2、 3 三次實(shí)驗(yàn)的信息，可得出的結(jié)論是：_ ?！窘馕觥浚?1 ）利用滑輪改變了一下繩子的方向，使木塊所受拉力的方向與木板的方向始終平行，使示數(shù)更加準(zhǔn)確穩(wěn)定，讀數(shù)時(shí)也更方便；（ 2 ）只有木塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的示數(shù)才更準(zhǔn)確；（3 ）第 4 次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率 =50% ；比較第 3、 4、 5 三次實(shí)驗(yàn)可以看出，這是在斜面傾斜程度不變的情況下進(jìn)行的研究，因此，研究的是機(jī)械效率與斜面粗糙程度的關(guān)系；比較