测量机械效率

实验：《测量滑轮组的机械效率》滑轮组的机械效率实验是是初中物理力学中重要实验，也是中考中常考实验之一。

通过滑轮组机械效率的实验的考查，能很好考查学生的基本实验技能，还能考查学生机械效率知识的掌握情况，对理解滑轮组机械效率有很多帮助。

1、实验器材和装置图：刻度尺、弹簧测力计、钩码2m 长的细绳、滑轮组2、实验原理：有用功W 有用=Gh ，总功W 总=Fs ，机械效率100%100%W GhW Fsη=⨯=⨯有用总 。

3、实验方法：控制变量法（1）探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，使用相同的滑轮组，改变所挂钩码的数量； （2）探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时，控制所挂钩码的数量相同，改变滑轮组中动滑轮的重力； 4、实验操作（1）按照图示安装滑轮组，测钩码重力G 并记钩码和绳端的位置；（2）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码匀速上升，读出拉力F 的值，并测出钩码上升的高度h 和绳端移动的距离s ；记录实验数据填入表格中；次数 钩码重G/N钩码上升的高度h/m有用功W 有用/J弹簧测力计示数F/N绳子自由端移动的距离s/m总功W 总/J机械 效率η（3）多次改变钩码的数量，重复步骤（2）实验；（4）改变绳子的绕法，重复步骤（2）实验；（5）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的构码，重复步骤（2）实验；（6）分别计算出机械效率，分析测量结果，讨论影响机械效率的因素。

5、注意事项：（1）实验中弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动，目的是保证拉力等于弹簧测力计的示数；（2）绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系s=nh(n为作用在动滑轮上绳子的股数)；（3）在读数时，不能停住，要在匀速运动时度测力计示数，因为静止时读数小于匀速运动时的读数；（4）没有刻度尺也能完成实验，可以通过绕绳的方式即n’的股数来确定物体上升的高度和绳端移动距离的倍数关系。

6、交流反思:（1）分析实验数据，总结滑轮组机械效率的影响因素：物体重力、动滑轮重力；（2）提高滑轮组机械效率的方法：减少机械间的摩擦、减小动滑轮的重力、增加物重；（3）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度及滑轮组的绕线方式无关；（4）物重增大，额外功也变大，是因为随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加。

九年级物理复习知识点专题提升训练机械效率测量实验1、用图示装置探究“斜面的机械效率”，实验记录如下表：（1）沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动．（2）根据图中弹簧测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为__________．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，__________越小，机械效率越大．（3）第1次实验中，有用功为__________J，木块所受摩擦力为__________N．2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如下左图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：(1)分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是_______．②第3次实验中滑轮组的机械效率是_______．③滑轮组的机械效率与_______无关．(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如右图所示．①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变_____________________．②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_______（选填“相同”或“不相同”），理由是：______________．3、小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:①斜面越缓越省力,是不是机械效率也越高呢?②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?为了解决以上问题,小亮与几名同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:实验次数斜面倾角物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η①45° 1 0.7 0.9 1 0.7 0.9 77.8%②30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4%③30° 2 0.5 1.4 1 1 1.4 71.4%(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动物块;实验时要使木板和木块构成的斜面的倾角变大,应该把木板下面的木块向(选填“左”或“右”)移动.(2)通过对比实验①②的数据,得出的结论是:斜面越缓越省力,机械效率越.(3)通过对比实验(选填实验次数)的数据,得出的结论是:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力.4、在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）____________ ；（b）___________ ；（c）___________ ．（2）通过比较_________ 两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重_________ （选填“有关”或“无关”）．（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较_______ 两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是______________ 的（选填“正确”或“错误”）．5、（1）图中测力计示数为N。

测量滑轮组的机械效率实验原理实验原理：机械效率是指机械能输出和输入之比。

在测量滑轮组的机械效率实验中，可以通过测量轮组的负荷和速度，来计算轮组的输入和输出机械能，从而得到机械效率。

要测量滑轮组的机械效率，最基本的方法是采用牛顿定律，利用重力势能和动能转化的原理进行实验。

具体步骤如下：1. 准备实验装置：选定一个质量较大的滑轮，其轮轴平行于桌面，滑轮的辊筒之间放置一段粗绳，绕过滑轮。

在滑轮上方的绳上，用许多小铅块做拉力，使得系统保持稳定。

2. 测量滑轮的负荷：将质量为m的物体与薄绳相连，沿绳的自由端放下，使其抵达土地。

为了保证负荷的准确，可以对负荷进行多次测量、取平均值的方法。

将负荷的重量用登录钩测量。

3. 测量滑轮的速度：为了能够测量滑轮的速度，需要在绳下方放一个定点，以便观察绳的运动状态。

在绳的下方，放置一个指环，指环由一根细绳固定，细绳长度为2m，细绳固定在试验台的上方。

指环上方通过固定点，细绳与胶皮带相连。

在实验时，将物体从指针处放下，并用计时器记录物体从指针到达指环的时间，同时观察细绳运动状态。

通过记录所消耗的时间以及物体位置变化的情况，可以得到滑轮的速度。

4. 计算机械效率：将测得的滑轮负荷和速度代入公式P=Fvt，计算出滑轮输出能量。

用输入能量除以输出能量，即可得到滑轮的机械效率。

机械效率计算公式如下：η = (F/d) / (mgh/t)F为滑轮的负荷（N），d为滑轮的直径（m），m为物块的质量（kg），g为重力加速度（m/s^2），h为滑轮高度（m），t为物块下落时间（s）。

通过测量滑轮组的机械效率实验，可以通过测量轮组的负荷和速度来计算轮组的输入和输出机械能，从而得到机械效率。

这个实验不仅对于物理学习者提高对于运动学、动力学等深度物理概念的理解，也在实际生活中有一定的应用。

滑轮组在现代工业生产中有着广泛的应用。

在机械和电力工业中，滑轮组是重要的传动组件，其主要作用之一是传递力量。

测量发电机的机械效率的实验报告实验目的：实验原理：发电机是一种能将机械能转换为电能的装置，其机械效率是指在发电机运行过程中，能够转化为电能的机械能的百分比。

机械效率的计算公式为：机械效率=（输出的电功率/输入的机械功率）×100%实验器材：1.发电机2.电子天平3.电阻箱4.电压表5.电流表6.功率计实验步骤：1.将发电机固定在实验台上，并将其轴与轮胎连接。

确保发电机可以旋转。

2.使用电压表和电流表分别测量发电机的输出电压和输出电流。

3.制动发电机的轮胎，使其产生一定的阻力。

通过调整电阻箱中的电阻，使发电机能够正常工作。

4.使用功率计测量电阻箱的功率，即为输入的机械功率。

5.记录发电机输出的电功率和输入的机械功率。

实验数据记录：输出电压：U=10V输出电流：I=5A输入机械功率：Pm=20W输出电功率：Pe=U×I=10V×5A=50W实验结果计算：机械效率=（输出电功率/输入机械功率）×100%=（50W/20W）×100%=250%实验分析：通过本实验，我们测量了发电机的机械效率为250%。

可能造成机械效率高于100%的原因有失误，例如测量数据的误差、实验仪器的维护不良等。

此外，在实际应用中，发电机的机械效率通常会受到磨损、摩擦力、导线电阻等因素的影响，导致机械效率低于100%。

实验总结：本实验通过测量发电机的机械功率和电功率，计算机械效率，了解了发电机的能量转换过程。

实验结果显示，发电机的机械效率高于100%，可能存在实验误差的影响。

在实际应用中，我们应该注意保养发电机，减少能量损耗，提高机械效率。

测量滑轮组的机械效率实验系列问题（1）【实验目的】测量滑轮组的机械效率。

【实验器材】刻度尺、弹簧测力计、钩码（重量已知）、铁架台、滑轮组、长约2米的细线【进行实验】1、照图28-1那样，把实验装置安装好，分别记下钩码和弹簧测力计的位置（离桌面或地面的高度）。

2、匀速向下拉动弹簧测力计，使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，填入记录表中。

3、算出有用功W有用、总功W总、机械效率η，填入记录表中。

4、照图28-2那样，把实验装置安装好，匀速向上拉动弹簧测力计重做上面的实验。

【实验记录】实验装置钩码总重力G/N钩码上升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N拉力移动距离s/m总功W总/J机械效率η【评估与交流】1、各种机械的机械效率总是费功，要想提高机械效率，关键是减少额外功。

2、当滑轮受到的摩擦阻力很小时，如果挂在动滑轮下的钩码增加，则滑轮组的机械效率就提高，这是因为有用功增大，但额外功基本没有发生变化。

3、测某机器的机械效率时，记录了如下的四个结果。

其中肯定错误的是（）A、100%B、120%C、60%D、80%在“测定滑轮组机械效率”实验中。

（1）实验所必需是器材有：铁架台、滑轮组、细线、钩码和________。

（2）求有用功应测出的物理量是________________；求总功应测出的物理量是_____。

（3）根据实验测定的物理量计算机械效率的表达式是____________________。

（4）下面的表格是两组同学实验时测得的两组平均数据，根据表中所给的数据，计算表中未知的数据，并填入表中：组别每个滑轮组含滑轮个数钩码重G/N钩码升高的高度h/m拉力F/N弹簧测力计移动的距离s/m机械效率甲组一个定滑轮一个动滑轮9．8 0．1 5．6 0．2 乙组二个定滑轮二个动滑轮9．8 0．1 2．4小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______② 3次实验中滑轮组的机械效率是_______③本次实验得到的结论是：___________________________________实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm1 6 3 2.5 92 6 5 2.5 183 6 8 2.524（2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，①小红的做法是为了控究 _________________________②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 _______（选填“相同”或“不相同”），理由是：_____________________________________________________.得到的结论是：___________________________ _______.（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：物理量控制因素物重G/N绳端拉力F/N机械效率η/％较小提升速度10 4.2 79.4中等提升速度10 4.2 79.4较大提升速度10 4.2 79.4在小军的实验中，你得到的结论是：________________________________________。

测量滑轮组的机械效率的原理一、机械效率的定义机械效率是指滑轮组在传递力量时，输入功与输出功的比值，用来衡量滑轮组的工作效率。

机械效率通常用η表示，其计算公式为：η = (输出功 / 输入功) × 100%二、机械效率的计算方法要测量滑轮组的机械效率，首先需要测量输入功和输出功。

输入功可以通过测量输入力的大小以及作用在滑轮组上的力臂长度，再乘以输入力的位移来计算。

输出功可以通过测量输出力的大小以及作用在滑轮组上的力臂长度，再乘以输出力的位移来计算。

1. 测量输入功测量输入功的方法有多种，常用的方法是通过测力计来测量输入力的大小。

测力计可以将力的大小转化为电信号输出，可以直接读取。

2. 测量输出功测量输出功的方法与测量输入功类似，也可以使用测力计来测量输出力的大小。

同样地，测力计可以将力的大小转化为电信号输出，可以直接读取。

3. 计算机械效率根据机械效率的定义，将测得的输入功和输出功代入计算公式中，即可得到滑轮组的机械效率。

三、影响机械效率的因素滑轮组的机械效率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 摩擦损失滑轮组中的滑动摩擦会导致能量的损失，降低机械效率。

为了减小摩擦损失，可以加入润滑剂或使用滚动轴承等减少滑动摩擦的装置。

2. 弹性变形滑轮组中的零件在受力时会发生弹性变形，这也会导致能量的损失。

为了减小弹性变形带来的损失，可以选择材料较为刚性的零件或者增加支撑结构，提高整体的刚度。

3. 功率损耗在滑轮组的传动过程中，由于零件的几何形状和尺寸等因素，会产生一定的功率损耗。

为了减小功率损耗，可以优化滑轮组的设计，减少零件间的间隙和不必要的摩擦面。

4. 传动链路的不精确滑轮组的机械效率还受到传动链路的不精确性的影响。

传动链路的不精确包括链条的松弛、轴承的磨损等因素，这些都会降低滑轮组的机械效率。

因此，定期检查和维护传动链路是保持滑轮组高效工作的重要措施。

滑轮组的机械效率是衡量其工作效率的重要指标。

13.3.2测量滑轮组机械效率课堂练习：1、在测量滑轮组机械效率中，需要的实验器材有、、、、。

实验中应使绳子尽可能向方向匀速拉。

2、如图所示的器材用来测滑轮组的机械效率：（1）在下面画出你组装的滑轮组的绕线方式。

（2）要使用的测量工具是和。

（3）要测量的物理量是、、、。

实验中，在测量绳端拉力时，必须拉动弹簧测力计。

（4）请把测得数据如下表：12. 用某滑轮组测其机械效率时，所得的实验数据如下表所列：(2)拉力做的有用功为____________焦耳，拉力做的总功为_________焦耳；(3)该滑轮组的机械效率为________。

课后练习1. 某滑轮组改进后提高了机械效率，若用它把同一物体匀速提到同样的高度，改进后与改进前相比较，下列说法中错误的是A. 做的有用功增加了B. 做的总功减少了C. 做的额外功减少了D. 做的有用功跟总功的比值增大了 2. 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是A ．增加动滑轮，减小拉力B ．减少提升重物重力，减小拉力C ．减少提升高度，减少做功D ．增加提升重物重力，增大有用功3．如图16所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进 行的一个探究活动。

（1）负责记录的小强同学粗心大意漏记了一个实验数据，如 下表，请你将漏记的实验数据补上；（2）实验中甲滑轮组做的有用功 乙滑轮组做的有用功（选填“大于”、 “等于” 或 “小于”）；甲滑轮组的机械效率为 ，乙滑轮组的机械效率为 ；（3）实验探究得出的结论是： 。

4. 一个工人用如图所示的滑轮组提起2000N 的货物，所用的拉力是800N ，绳子自由端被拉下4m ，求滑轮组的机械效率图16F乙F甲。