机械效率 实验
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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。
实验名称:探究斜面的机械效率提出问题:斜面也是一种机械,那么使用斜面能否省功,若不能省功斜面的机械效率与哪些因素有关?它的省力情况与机械效率又有什么关系呢?我们该如何测量并探究斜面的机械效率呢?猜想与假设:1.使用斜面不能省功。
2.斜面的机械效率跟它的倾斜程度有关。
斜面倾斜程度越大,机械效率越高。
3.斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关,斜面越粗糙,机械效率越高。
设计实验:要证明同学们的猜想是否正确,最好的办法就是做实验,但是在做实验之前,我们必须先设计好实验方案。
讨论完成以下问题:(1)当一个物理量与几个因素有关时,我们用控制变量方法来进行实验。
(2)探究斜面的机械效率,需要测量哪些物理量:物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S。
(3)我们需要哪些测量仪器:弹簧测力计刻度尺。
(4)斜面的机械效率表式:。
(5)你准备怎样测量拉力大小沿斜面匀速向上拉动物体时的拉力。
实验器材:一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块不相等的木块、毛巾、玻璃、细绳。
实验过程:1.用弹簧测力计测得小车的重力G。
2.用长木板和木块装置成如图所示的斜面,把小车通过细绳与弹簧测力计连接,沿斜面拉动弹簧测力计,把小车匀速拉上斜面。
3.分别从弹簧测力计上读出拉力F,并用刻度尺测出小车移动的距离S和升高的高度h。
4.保持斜面的长度不变,换用不同高度的木块,逐渐增加斜面的高度,做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
5.保持斜面的高度不变,换用不同的材料铺在木板上,改变斜面的粗糙程度,做3次实验。
分别将实验数据记录在表格中。
设计实验表格表格一表格二3.进行实验:下面就开始实验吧。
同学们边做实验边记录数据。
分析与论证:对实验数据的结果进行分析:1.实验表明,使用斜面______省功(选填“能”或“不能”)。
2.在使用光滑程度一样的斜面,斜面越陡,越________(选填“省力”或“费力”),斜面的机械效率越______(选填“高”或“低”)。
探讨【2 】试验报告单
进行试验与收集证据:
1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力G 并填入表格;
2. 按照图12.3-2安装滑轮
组,分离记下钩码和弹簧测
力计的地位;
3. 迟缓拉动弹簧测力计,使钩
码升高,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,将这三个量填入
表格;
4. 算出有效功W 有.总功W 总.
机械效力η并填入表格;
5. 转变钩码的数目,反复上述
试验.
评估:
⑴在三次试验中测得的滑轮组的机械效力一样吗?
⑵在应用滑轮组晋升物体时,其机械效力重要与哪些身分有关?..
交换与合作:。
初中物理《测量滑轮组的机械效率》实验创新案例2成都市新都一中实验学校610500摘要:在以往的《测量滑轮组的机械效率》的课堂教学中,笔者发现学生对于测量机械效率中存在的困难:学生很容易混淆绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h之间的倍数关系,用一把刻度尺在拉动的过程中很难同时准确的测量出绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h,也就很难准确的得出绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h之间的倍数关系;在测量拉力时要求匀速拉动绳子的自由端时,很难保证人为拉动时是匀速的,并且在测量的过程中很难在弹簧测力计示数稳定的情况下准确的读出拉力的大小。
针对以上问题笔者对传统实验室中用到的实验器材进行了改进和创新。
改进和创新后的实验器材便于操作,并且读数稳定,实验结果准确,便于学生理解。
关键字:实验创新在以往的《测量滑轮组的机械效率》的课堂教学中,笔者发现学生对于测量机械效率中存在的困难:学生很容易混淆绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h之间的倍数关系,用一把刻度尺在拉动的过程中很难同时准确的测量出绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h,也就很难准确的得出绳子自由端移动的距离S和物体上升的高度h之间的倍数关系;在测量拉力时要求匀速拉动绳子的自由端时,很难保证人为拉动时是匀速的,并且在测量的过程中很难在弹簧测力计示数稳定的情况下准确的读出拉力的大小,从而影响了滑轮组机械效率测量的准确性。
针对以上问题笔者对传统实验室中用到的实验器材进行了改进和创新。
改进和创新后的实验器材便于操作,并且读数稳定,实验结果准确,便于学生理解。
本文将从《测量滑轮组的机械效率》的实验器材、实验原理等几个方面来进行阐述:一、实验器材:刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2m的细绳。
二、实验改进及创新:上图(1)为书中的实验装置右图(2)为改进后的装置实验装置的改进:上图(1)为书中的实验装置,此装置中用了一把刻度尺同时测量物体上升的高度h和绳子自由端移动的距离s,且距离两个物理较远,因此不能准确的进行测量,很多情况下只能大概的测一下,会使h和s的值不准确,并且人工手动要做到匀速拉动弹簧测力计不好控制。