2022－2023學年八年級物理下冊《點撥》(北師版)：測滑輪組的機械效率

第六節(jié)測滑輪組的機械效率第九章機械與功逐點導講練課堂小結作業(yè)提升學習目標課時講解1課時流程2測滑輪組的機械效率影響滑輪組機械效率的因素知識點知1－講感悟新知1測滑輪組的機械效率1.實驗目的練習組裝滑輪組和測滑輪組的機械效率。2.實驗原理，其中G

為被提升重物的重力，F(xiàn)

為繩子自由端的拉力；h

為重物上升的高度，s為繩子自由端移動的距離。知1－講感悟新知3.實驗器材與裝置實驗裝置如圖1所示，在此實驗中我們需要的測量工具為彈簧測力計和刻度尺。在實驗過程中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，這樣方便測拉力的大小及拉力作用點移動的距離。知1－講感悟新知4.實驗步驟(1)按要求組裝好滑輪組，記下重物(鉤碼)和繩子自由端的初位置。(2)用彈簧測力計豎直向上拉繩子的自由端使重物(鉤碼)勻速上升，記下彈簧測力計的示數(shù)F。(3)保持重物原有的運動狀態(tài)上升到某位置，記下重物(鉤碼)和繩子自由端的末位置。知1－講感悟新知(4)根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算出滑輪組的機械效率。(5)改變重物(鉤碼)的重力，重復上述步驟。(6)改用另一個滑輪組重復上述步驟。知1－講感悟新知5.實驗記錄實驗次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W

有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W

總/J機械效率η110.10.10.50.30.1566.7%220.10.20.90.30.2774.1%330.10.31.20.30.3683.3%410.10.10.40.50.250%520.10.20.70.50.3557.1%630.10.31.00.50.560%知1－講感悟新知6.實驗結論(1)比較實驗數(shù)據(jù)1、2、3或4、5、6可知，同一個滑輪組提升重力不同的重物時，重物的重力越大，滑輪組的機械效率越高。(2)比較實驗數(shù)據(jù)1和4，2和5，3和6可知，不同滑輪組提升重力相同的重物時，動滑輪的重力越大，機械效率越低。知1－講感悟新知深度理解對于一個已經組裝好的滑輪組，重物上升的高度h和拉力作用點移動的距離s存在s=nh的關系，所以機械效率公式可變形為(n

為承擔物重的繩子段數(shù))。知1－講感悟新知溫馨提示實驗方法：在本實驗中應用了控制變量法。用同一滑輪組提升重力不同的重物至同一高度，控制額外功相同，有用功不同，分析物重與機械效率之間的關系；用不同的滑輪組將相同重物提升相同的高度，控制有用功相同，額外功不同，分析動滑輪重力、摩擦力與機械效率的關系。知1－講感悟新知深度理解在提升重物過程中要克服繩子的重力、摩擦力做額外功，繩子的重力、摩擦力越大，機械效率越低。感悟新知知1－練[中考·齊齊哈爾]某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖2所示。例1實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5感悟新知知1－練感悟新知知1－練(1)實驗中應沿豎直方向________緩慢拉動彈簧測力計。勻速(2)小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，你認為他的想法_______(選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到________對滑輪組機械效率的影響。不正確摩擦感悟新知知1－練解析：在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦，彈簧測力計的示數(shù)偏小，故這樣的想法不正確。感悟新知知1－練(3)用丁圖裝置進行實驗，得出表中第4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整。0.4實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.580%感悟新知知1－練解析：丁圖中，n=4，繩端移動距離s=nh=4×0.1m=0.4m，滑輪組的機械效率感悟新知知1－練(4)通過比較________(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關。1、2感悟新知知1－練解析：實驗1、2、3中繩子的段數(shù)分別為2、3、3，再結合鉤碼的重力可知，實驗1、2、3分別是用甲、乙、丙裝置做的。探究同一滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)的關系時，要控制提升物體的重力相同、滑輪個數(shù)相同，只改變繩子的有效段數(shù)，故應比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)。感悟新知知1－練(5)通過比較________(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。2、3感悟新知知1－練解析：探究同一滑輪組提升重物時機械效率與物重的關系，要控制滑輪個數(shù)相同、繩子的段數(shù)相同，只改變物體的重力，故應比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)。感悟新知知1－練(6)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論：_________________________________________________________。不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組機械效率越低解析：3、4次實驗利用的是丙、丁兩裝置，滑輪組不同，提升的重物相同，動滑輪越重，機械效率越小。感悟新知知1－練溫馨提示1.影響滑輪組機械效率高低的因素：(1)動滑輪的重力；(2)滑輪組各部件間的摩擦。2.提高滑輪組機械效率的措施：(1)在滑輪組承受的范圍內，盡可能增加被提升物體的重力；(2)改進滑輪結構，減輕滑輪的重力；(3)對機械進行保養(yǎng)，保持良好的潤滑，減小摩擦。感悟新知知1－練3.若用同一滑輪組提升相同的重物，在不計繩重和摩擦的情況下，只改變繞繩方式，由可知，機械效率大小不變。感悟新知知1－練1.[中考·天水]如圖3為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重為6N。感悟新知知1－練(1)實驗時應豎直向上________拉動彈簧測力計，測得拉力大小為2.5N。(2)若鉤碼上升的高度為10cm，該滑輪組的機械效率為________

%。(3)若僅增加鉤碼的質量，則該滑輪組的機械效率將________

(選填“增大”“減小”或“不變”)。勻速80增大知識點影響滑輪組機械效率的因素知2－講感悟新知21.影響滑輪組機械效率的因素物重、動滑輪重、摩擦和繩重。2.說明(1)滑輪組的機械效率與滑輪組的繞繩方式(承擔物重的繩子的段數(shù))、重物上升的高度和速度等因素無關。(2)在分析各因素對滑輪組機械效率的影響時，運用控制變量法。知2－講感悟新知(3)提高滑輪組機械效率的方法①改進結構，使它更合理，更輕巧；②在使用中經常保養(yǎng)，定時潤滑；③盡可能增大被提升重物的重力。知2－講感悟新知易錯提示同一個滑輪組提升不同重力的重物時,機械效率不同，物體的重力越大，機械效率越高。感悟新知知2－練[中考·自貢]將規(guī)格完全相同的滑輪，用繩子繞成圖4中的甲、乙滑輪組。使用甲、乙滑輪組分別勻速提升重力為G1、G2的兩物體，升高相同的高度。繩子自由端施加的拉力大小分別為F1

和F2，物重G1

＞G2，不計繩重和摩擦。例2感悟新知知2－練下列判斷正確的是()A.拉力F1

一定大于F2B.乙滑輪組的機械效率較高C.甲、乙滑輪組的有用功相同D.甲的額外功與有用功的比值較小D知2－練感悟新知解題秘方：利用滑輪組提升重物時，根據(jù)力、功、機械效率相關計算公式進行判斷。知2－練感悟新知解析：由圖可知n甲=3，n乙=2；不計繩重和摩擦，則F1=,F2=，由于G1

＞G2，故無法確定拉力的大小關系；在不計繩重和摩擦的條件下，影響滑輪組機械效率的因素只有物重和動滑輪重，兩滑輪組動滑輪重力相同，根據(jù)W額外=G動h

可知兩滑輪組提升重物所做的額外功相等，而物重G1

＞G2，根據(jù)W

有用=Gh可知，甲滑輪組所做的有用功多，即甲滑輪組的機械效率較高(額外功與有用功的比值較小)。