《滑轮组机械效率》课件
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如图所示是某同学测定滑轮组机械效率的实验装置,该同学实验中测量的有关数据如右表所示:
⑴由图甲测得表中次数1和2的数据,请在图甲中画出实验时滑轮组的绕线情况,并填好表中的空格。
⑵若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率
将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
⑶小松在实验过程中,应当 向下拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
(4)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:可以看出滑轮组的机械效率与
有关。
(5)根据图乙测得次数3,由次数1和3可以看出滑轮组的机械效率与 有关
小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如下图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面
倾斜角θ 小车重G/N 斜面高
h/m 斜面长
S/m 拉力
F/N 有用功
W有/J 总功
W总/J 机械效率η
12°
5 0.2 1 2.1 2.1
48%
30°
5 0.5 1 3.6 2.5 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3
⑴ 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵ 分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ,斜面越省力,斜
面的机械效率越 。
⑶ 实验过程中拉力的方向应与斜面 。
⑷ 若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要
保持 不变,斜面的光滑程度不
变,只改变 ,这种研究问题的方法我们称之为 法。 次数 钩码重
G/N 钩码上升的
高度h/m 拉力
F/N 细线自由端移
动的距离s/m 机械效率
η/%
(2011•扬州)某建筑工地用如图所示的简易滑轮组将重4000N的砖块运到离地4m高的砌墙处,已知每个滑轮重100N,滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计.若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N,求:
(1)提升一次砖的最大重力;
(2)提升一次砖时滑轮组的最大机械效率;
(3)若全部完成提砖任务,工人利用此滑轮组至少做多少额外功.
(2011•宜昌)建筑工地上,某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物.若不计摩擦和绳重.求:
(1)利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时,所用的拉力是500N,此时滑轮组的机械效率是80%,拉力做功的功率是750W,求重物在1min内匀速上升的高度?
(2)当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时,拉力是多少?
(2010•枣庄)张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上,图中每个滑轮等重,不计绳子重和摩擦.如果所送货物重G从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断.每次均匀速拉动绳子,且提升同样的高度.图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图象.请根据有关信息完成以下问题:
(1)每个滑轮的重是多少?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少? (3)当绳子的拉力最大时,滑轮组的机械效率是多少?
(2010•葫芦岛)小明的爸爸利用图所示的滑轮组,将重为600N的物体从地面提升到12m高处.拉力的功率为75W,绳子自由端匀速移动的速度为0.3m/s(忽略摩擦及绳重).求:
(1)所用时间和拉力大小.
(2)滑轮组的机械效率.
(3)小明设想用另一种方法(如图2所示),将同样的物体匀速提升到相同高度.两种方法相比,小明的方法有什么特点 (答出一点即可).
(2009•常德)用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m,已知拉力大小恒为60N,方向总保持竖直向上,动滑轮的质量为3kg,绳重和摩擦均不计.求:
(1)物体所受重力;
滑轮组的机械效率
平山中学 吴国明
教学目标:
(1).知识与技能:
①通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识。
②学会测滑轮组的机械效率
③了解与机械效率有关的因素。
(2).过程与方法:
①在实践活动中进一步认识科学研究方法
②通过参与测滑轮组机械效率的过程,培养同学们的实验能力。
③通过对实验数据的分析与处理,使同学们进一掌握处理实验数据的方法
④培养从实验中归纳简单的科学规律的能力。
(3).情感、态度与价值观:
①在实验操作过程中培养严谨的科学态度。
②通过实验活动来认识交流与合作的重要性。
③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。
(4).教学难点分析:
通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识。学会测滑轮组的机械效率,了解与机械效率有关的因素。在实践活动中进一步认识科学研究方法 ,通过参与测滑轮组机械效率的过程,培养同学们的实验能力。
器材准备:
1、多媒体实物投影仪。
2、学生分组实验器材:刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台,一个定滑轮和一个轻质动滑轮组成的滑轮组,一个定滑轮和一个重质动滑轮组成的滑轮组,长约2米的细绳。
教学过程:
一、复习提问
做功的两个必要因素: 作用在物体上的力. (图片展示)
物体在力的方向上移动了一段距离.
公式 单 位:
二、新课引入:
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。
下列三种做功的方法: 你会选择哪一种?
学生回答:
一些物理名词:
有用功:对人们有用的功 (讲解)
额外功 :人们不需要但又不 得不做的功
《滑轮组及斜面的机械效率》重难点精讲
一、滑轮组
1.定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2.特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向,但费距离。
3.理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=n1G。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=n1 (G物+G动) 绳子自由端移动距离s是重物移动的距离h的n倍即s=nh
4.组装滑轮组方法:首先根据公式n=FG或n=F)动G+物(G求出绳子的股数n;
确定动滑轮的个数(n为偶数时动滑轮个数为2n,n为奇数时动滑轮个数为21n;根据一动配一定,偶数减一定,变向加一定确定定滑轮的个数;最后根据“奇拴动偶拴定”的原则,结合题目的具体要求组装滑轮。
二、机械效率:
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
斜面:W有用= Gh
2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功
公式:W额= W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W额=f L
3.总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS= W有用/η
斜面:W总= fL+Gh=FL
4.机械效率:① 定义:有用功跟总功的比值。
② 公式:
斜 面:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组
③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法:减小机械(动滑轮及绳子)自重、减小机件间的摩擦,增大重物。
典型例题精析:
例:1.利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m,设动滑轮重10N,绳重和摩擦不计,则利用动滑轮所做的额外功是_____________,总功是___________,这个滑轮组的机械效率是___________。