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学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容滑轮和斜面的机械效率实验探究专题教学目标1、探究“滑轮、斜面的机械效率”实验2、机械效率的分析3、额外功的来源及重点分析教学重、难点1、实验过程中的细节步骤关注2、实验数据的处理3、有用功、额外功、总功之间的关联复习导入：观察下图的图片，体会利用机械做功时额外功的来源．想一想减少额外的方法．【探究影响滑轮组机械效率的因素】〖原理〗〖方案〗需要测量的物理量有：、、、。
〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、、。
〖注意〗实验时应、拉动弹簧测力计。
〖讨论〗测量时，若突然用力拉动，则测得的机械效率将；若在弹簧测力计静止时读数，则测得的机械效率将；若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将。
〖分析〗（1）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功 ，额外功 ，总功 ，机械效率 ；（2）提升同一重物至同样高度，动滑轮越重，或使用的动滑轮越多，做的有用功，额外功 ，总功 ，机械效率 。
〖总结〗〖质疑〗如果没有刻度尺，如何测出滑轮组的机械效率？拓展：滑轮组的机械效率（不计摩擦）物轮轮物物轮物物额外有用有用总有用G G G G G hG h G h G W W W W W +=+=+=+==11η因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关：（1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多； （2）物体越重，滑轮组的机械效率越高，可以理解为做的有用功多，机械效率越高例1：小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N ，测得的数据如下表：物理量实验次数钩码总重G /N 钩码上升的高度h /m测力计示数F /N测力计移动距离s /m机械效率η140.11.80.32 6 0.1 2.4 0.3 83% 34 0.1 1.4 0.5 57% 440.21.41.057%（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
有关斜面和滑轮的机械效率公式
机械效率是指机械系统在能量转换过程中的实际效率，通常用η表示。
对于斜面和滑轮的机械效率公式，我们可以分别来讨论。
首先是斜面。
当物体沿着斜面上升或下降时，机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。
其中，输出力和输出距离是指斜面对物体施加的力和物体上升或下降的距离，输入力和输入距离则是施加在斜面上的力和斜面的长度。
接下来是滑轮。
滑轮是一种简单机械，用来改变施加在物体上的力的方向。
滑轮的机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。
在这里，输出力和输出距离是指滑轮提供的力和物体移动的距离，输入力和输入距离则是我们施加在滑轮上的力和滑轮移动的距
离。
需要注意的是，这两个公式都是理想情况下的计算公式，实际
情况中会存在一些能量损失，例如摩擦力等。
因此，在实际应用中，需要考虑这些能量损失，进而计算出更加准确的机械效率。
总的来说，斜面和滑轮的机械效率公式都是通过输出力和输入
力以及输出距离和输入距离的比值来计算的，这些公式可以帮助我
们理解机械系统的效率以及在工程设计和物理实验中的应用。
斜面与滑轮组相结合的机械效率1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的主题——斜面与滑轮组的结合，尤其是它们的机械效率。
别看这名字听起来有点高大上，其实它就是在我们生活中经常碰到的小工具。
你有没有发现，当你在搬重东西时，斜坡和滑轮可以让事情变得轻松不少？没错，它们可都是“力大无穷”的小帮手，今天咱们就来细细琢磨一下它们的妙处。
2. 斜面的魅力2.1 斜面是什么说到斜面，其实就是那种倾斜的平面，想想你在滑滑梯时，那种向下的倾斜感。
这玩意儿的好处就是可以减少你推或拉的力气，想想看，如果没有斜面，咱们搬重物就得直接抬起，简直是“费劲巴拉”。
用斜面就好比是找到了一个小窍门，轻轻松松就能把重物推上去。
2.2 斜面的应用在生活中，斜面无处不在，比如我们日常用的坡道、货物装卸的斜坡等。
它们让人觉得轻松自在，有了斜面，就像是给了我们一双“飞天的翅膀”。
可有些人可能会问，斜面能省多少力气呢？其实，这就看你用得有多得当了，像是在下雨天用伞，你不把伞角度调好，水可就全淋你身上了。
3. 滑轮的神奇3.1 滑轮是什么滑轮就像是小小的魔术师，能把重物提升到高处。
你想想看，如果没有滑轮，搬重物简直是“天方夜谭”。
滑轮通过改变施力的方向，帮你轻松搞定高处的东西。
比如说，想把重物拉上楼梯，滑轮简直就是“金手指”，轻松搞定一切。
3.2 滑轮的类型滑轮也有很多种类，有固定滑轮、动滑轮，还有复合滑轮。
固定滑轮就像是一个忠实的朋友，不管你多努力，它都在那儿。
而动滑轮则像是个机灵鬼，可以和你一起分担重担。
如果把它们结合起来，用起来的效率可谓是“如虎添翼”，轻松解决重物的搬运问题。
4. 斜面与滑轮的结合4.1 组合的妙处当斜面遇上滑轮，那简直是“天生一对”。
想象一下，你在一个货物装卸的地方，斜面帮助你将重物滑上去，而滑轮则负责将重物拉起。
这种组合能大幅提升我们的机械效率，几乎能让你在搬运中轻松得像是在跳舞。
4.2 效率的提升机械效率就像是我们打游戏时的升级，越高越爽。
学生：科目：科学第2阶段第1 次课教师：课题机械效率教学目标1.掌握有用功与额外功、总功的判断2.掌握机械效率的计算简单机械的典型计算。
教学内容知识框架4. 各种滑轮特点（1）定滑轮：使用时，轴固定不动，不能省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆．（如图甲所示）（2）动滑轮：使用时，滑轮轴随重物一起运动，能省一半的力，但不能改变力的方向．相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆．（如图乙所示）（3）滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械．使用时，滑轮和重物的总重力由几股绳子承担，每股绳子的受力就为总重力的几分之几．即F= G/n且，重物上升h，绳子的自由端拉动距离为S=nh（如图丙所示）5. 滑轮组的承重绳子股数n的确定方法和组装方法1．滑轮组承重绳子股数的确定方法（1）确定哪些是定滑轮，哪些是动滑轮（2）在定滑轮和动滑轮之间画一条线，看与定滑轮相连的有几段绳子，则承重的绳子股数 n就为几．2．滑轮组的简单组装方法（1）承重绳子股数n是偶数时，绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮．（2）承重绳子股数n是奇数时，绳子一端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮． 3．计算绳子的最少股数时，如果出现小数，四舍五入都要入不能舍．如需要3．2股，则取4股，不取3股．4．滑轮组绕法 (1) F=1/2G(2) F=1/3G5机械效率使用机械工作时，越省力的机械，它的机械效率一定越高吗？功率越大，机械效率越高吗？机械效率究竟跟哪些因素有关？学完本节内容，你一定能回答这些问题．问：如何正确认识有用功、额外功和总功的含义及它们之间的关系？ 问：机械效率总小于1吗？答：使用不同的机械做功，需要做的额外功各不相同，我们希望额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占比例越大越好．但由于额外功总是存在的，故有用功总是小于总功，所以，机械效率1%100<⨯=总有用W W η．问：如何比较机械效率的高低？答：机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素． 当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高； 当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高． 问：关于机械效率，应注意哪些问题？ 答：应注意以下几点：（1）机械效率η总小于1，因为W 有总小于W 总．（2）机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机械效率低”．（3）机械效率的高低与是否省力及大小无关．（4）机械效率不是固定不变的．机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同次做功的过程中，提起物重不同，机械效率往往会不同． （5）几种常见机械做功时机械效率的计算:G 表示物体的重力，F 表示作用在绳子自由端的拉力，h 表示物体上升的高度，s 表示对应物移动的距离 装 置 图滑轮组竖直提升重物杠杆提升重物滑轮组水平移动重物斜面提升重物W 有用 Gh G hfs 物GhW 总FsF SFs 绳Fsη Gh GFs nF=G h/ F Sfs f Fs nF=物绳GhFs（3）.滑轮组公式：对于滑轮或滑轮组的拉力（F ）或机械效率（η），一般分为三种状态： 滑轮组竖滑轮状态不记因素机械效率备注机 械 效 率 总功、额外功和有用功机械效率的定义及公式 探究斜面和滑轮组的机械效率芳芳的实验记较小提升速度 绳端拉 力（N ） 钩码重 （N ） 机械效率 较大提升速度 探究结10 4．2 79.4% 4．210物理量控制因素79.4%探究结果79.4%绳端拉 力（N ） 钩码重（N ） 机械 效率 大致相同的 提升速度 兰兰的实验记录10 4．2 156．0物理量 控制因素 直提升重物理想状态 即不计滑轮的重（G 动）、绳重（G 绳）、摩擦力（f ）100% F= G 物/n S = n h 半理想状态 只计G 动，不计G 绳、f η= W 有/W 总 =G 物/(G 物+G 动) F= (G 物+G 动) /nS = n h实际状态计G 动、G 绳、fη= W 有/W 总 =G 物/n F S = n h 滑轮组水平重物\\η= W 有/W 总 =f/ n FS = n h题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用公式%100⨯=总有W W η进行简单的计算典型例题例1 一个工人用如图14-27所示的滑轮组提起2000N 的货物，所用的拉力是800N ，绳子自由端被拉下4m ，下列说法中正确的是 ( )A ．总功是3200J ，机械效率是40％B ．有用功是8000J ，机械效率是40％C ．有用功是3200J ，机械效率是62.5％D ．总功是3200J ，机械效率是62.5％例2 某人用如图14-28所示的滑轮组（不计摩擦力）提升某一重物，所用拉力F 为200N ，若滑轮组的机械效率为80%。
课题 滑轮斜面机械效率教学目标 1、了解定滑轮、动滑轮的工作原理，知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆，2、了解滑轮组及其工作原理3、理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率重点、难点 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组的工作原理2理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率考点及考试要求教学内容知识点一：功1知识梳理1．滑轮：周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
2．定滑轮：（1）本质是一个等臂杠杆，在不计摩擦时 F1=F2，计摩擦时F1≠F2（动力F1还要克服摩擦力）（2）定滑轮可以改变力的作用方向，但不省力。
（3）定滑轮两侧的绳子所受拉力永远一样大。
（4）对于任何滑轮，在不计摩擦时候，拉同一物体，不同角度拉力一样大。
3．动滑轮：（1）本质是一个动力臂＝阻力臂×2的省力杠杆。
（2）能省一半力，但不能改变力的作用方向。
（3）常用等式 (不计摩擦时)2F=G 物+G 动S=2h4．滑轮组：（1）使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向。
（2）使用滑轮组虽然省力，但是费距离。
（3）使用滑轮组提重物时，若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物的力就等于总重量的几分之一。
（4）常用等式 （不计摩擦时）F=nG G )(轮物 S=nh 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮5．斜面（1）斜面也是简单机械的一种，日常所见的盘山公路、螺丝截面、车厢上货的斜板、斧头的刃面等都是斜面。
（2）斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力，但费距离。
1、利用斜面来提升重物，若不计摩擦，则： W 有＝FL ＝Gh2、利用斜面来提升重物，若考虑摩擦，则： W 有＝G 物h W 额＝fL W 总＝FLF 表示拉力，f 表示摩擦力，L 表示斜面的长，G 表示物体的重力，h 表示斜面的高。
【典型例题】1、利用定滑轮提起重物，沿着如图所示方向的F 1、F2、F 3来施力拉绳子时拉力大小的关系是F 1______ F 2______ F 3(以上两空选填“＝”或“≠”)，这是因为F 1、F 2、F 3的力臂________(选填“相等”或“不等”)2、如图所示，重为100牛的物体A 在水平拉力F 的作用下，沿水平面作匀速直线运动，弹簧秤的示数为5牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。
则物体A 受到水平面的摩擦力为________牛;3、如图所示，已知物重为G ，则各图中的拉力F 各为多少？（滑轮重及摩擦不计）4、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶，动滑轮重为20N ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m ，则泥桶上升_____m ，手拉绳子的力为____N 。
5、图中要求F 甲＝G/3，F 乙＝G/4，请画出滑轮组的绕线（不计动滑轮重）。
6、如图6所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重均为100 N ，与水平面间的摩擦力都是30 N ，作用于各绳端的拉力分别为F 1、F 2、F 3.，要使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ）A. F 1=100N 、F 2=50N 、F 3=200NB. F 1=30N 、F 2=60N 、F 3=15NC. F 1=100N 、F 2=50N 、F 3=50ND. F 1=30N 、F 2=15N 、F 3=60N7、如图，物体A 重120N ，在重力为G B 的物体B 的作用下在水平桌面上做匀速直线运动，A 与桌面之间的摩擦力为f 。
如果在A 上加一个水平向左大小为180N 的拉力F ，物体B 匀速上升，则下列选项正确的是（ ）（不计摩擦、绳重及滑轮重）A ．GB =30N B ．G B =90NC ．f =180ND ． f =90N 8、人们利用斜面搬运重物是为了（ ）A 、费力B 、省力C 、少移动距离D 、省功9、木工师傅用斧头作为工具，是利用（ C ）能省力的原理。
A 、滑轮 B 、轮轴 C 、斜面6、两颗长短、粗细一样的螺丝钉，一颗螺纹密些，一颗螺 纹疏些，用同样的螺丝刀旋动他们的时候（ A ）。
A 、螺纹密的要省力些 B 、螺纹疏的要省力些 C 、一样7、利用斜面将货物装上汽车时，下列说法正确的是。
（C ） A 、斜面越长越省力 B 、斜面越短越省力C 、在货物重量和汽车高度一定时斜面越长越省力3、知识概括、方法总结与易错点分析A B1.定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。
相当于等臂杠杆；2.动滑轮不能改变力的方向，可以改变力的大小，力作用在绳子上时，相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，力作用在滑轮上时，相当于一个阻力臂是动力臂2倍的费力杠杆。
3.滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，省力倍数与绳子的股数有关。
滑轮组绳子的股数是指连接在动滑轮上的绳子的条数。
考点二：有用功、额外功和总功，机械效率【典型例题】1知识梳理1、有用功：定义：利用机械时，需要做的这部分功，叫有用功，常用W 有表示。
公式：提升重物时，W 有=Gh 。
沿斜面向上推物体， W 有=FS W 有 =W 总－W 额=ηW 总2、额外功：定义：使用机械时，不需要但又不得不做的那部分功叫额外功，常用W 额外表示。
公式：W 额= W 总－W 有用= W 总（1－η）=G 动h=fL （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）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／η4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。
② 公式：（1）、斜面：η=Gh/FL（2）、定滑轮：η=Gh/FS=G/F（3）、动滑轮：动滑轮：η=Gh/FS=Gh/F.2h=G/2F （4）、滑轮组：a 、竖直方向：F=1/n （G+G 动） ； η=G/（G+G 动） b 、水平方向：η=W 有/W 总= fh/FS= fh/F.n.h=f/nF③ 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：减小机械自重、减小机件间的摩擦，同一机械提升的物重越重，机械效率越高。
【典型例题】η Gh FS = Gh Fnh = G nF = η Gh FS = Gh F2h = G2F = η W 有用 W 总 =1、如图7所示，每个滑轮均重12N ，用滑轮组拉着重600N 的物体A 沿水平方向匀速移动，在40s 内物体移动了8m ，拉力F 做的功为1280J ．（不计绳重及机械内部摩擦），下列说法正确的是（ ）A ．拉力F 的大小60NB ．滑轮组对物体A 所做的有用功为1184JC ．拉力F 的功率32W D. 滑轮组的机械效率为72.5%2、如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G 1=G 2的重物至相同的高度h ，若所用拉力F 1=F 2，已知甲的机械效率50％，则（不计绳重及摩擦）A ．乙的机械效率75％B ．乙的机械效率80％C ．拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比3:2D ．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3:13、如图2所示，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于物重G ，用它们分别将物重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F 甲、F 乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙．则下列关系正确的是A ．F 甲＜F 乙B ．F 甲＞F 乙C ．η甲＜η乙D ．η甲 =η乙4、用如图6所示的装置分别将质量为m A 和m B 的A 、B 两物体拉离地面。
先将A 物体拉离地面时，绳端的拉力为F 1，再将B 物体拉离地面时，绳端的拉力为F 2。
已知两次的拉力比F 1：F 2＝2：3，则将物体A 、B 拉离地面，装置的机械效率η1：η2＝_______。
（不计绳重和摩擦）5、图8所示，置于水平桌面上的物体A 重980N ，物体B 重588N ，当物体B 匀速下降了80cm 的过程中，拉动物体A 在水平桌面上匀速移动了一段距离；当用一水平向左的力F 拉动物体A 在5s 内匀速移动1m ，若不计动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，则（ ）A ．拉力F 为294N ，拉力F 的功率为58.8WB ．拉力F 为588N ，拉力F 的功率为117.6WC ．物体A 受到的滑动摩擦力为294ND ．绳子拉力对物体B 所做的功为294J6、用如图29所示的滑轮提升重4.5×103N 的货物A ，使A 在2s 内匀速升高2m 。
如果拉力F 的功率P ＝5kW ，忽略绳重和轴摩擦。
求：拉力F 在2s 内做的功和滑轮的机械效率η。
若用此滑轮匀速提升物体B 时的机械效率η '＝80%，求物体B 受到的重力G B 。
错误!未找到引用源。
7、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____个，其中动滑轮有_____个。
⑵ 第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______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/cm 12 10 0.8 40 2 5 5 1.520 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？甲 乙 F 1 G F 2 G F 甲G F 乙 甲 图2 G 乙图8。
