考點一、滑輪 斜面

1. 滑輪、滑輪組

滑輪與滑輪組

滑輪與滑輪組

2. 斜面：是一種省力機械．斜面的坡度越小，越_省力_．

考點二、機械效率

1. 三種功

(1)有用功：無論是否使用機械，__必須__做的功，用__W有__表示．

(2)額外功：使用機械時，并非我們需要又不得不做的功，用__W額__表示．

(3)總功：__有用功__與額外功之和，用W總表示．

W總＝___W有＋ W額____．

2. 機械效率

(1)定義：物理學中，将__有用功__跟__總功_的比值，叫做機械效率．用符号_η_表示．

(2)公式：__η=（W有/W總）*100%__．

(3)規律：使用任何機械都不可避免地要做額外功，即W有用_小于_W總，因此η_小于_100%.

(4)提高機械效率的方法：當有用功一定時，減少額外功(減少機械重力、減小摩擦)；當額外功一定時，增加有用功，即增加物重．

(5)滑輪組機械效率的影響因素：物體重、動滑輪重、摩擦．物體越重，動滑輪越輕，摩擦越小，滑輪組機械效率越高．

提分必練

(1) 做功越快的機械，它的機械效率越高(　×　)

理由：機械效率的高低隻與有用功和總功的比值有關，與做功快慢無關．

(2) 越省力的機械，機械效率越高(　×　)

理由：機械效率與機械是否省力無關．

(3) 機械做的有用功越多，其機械效率越高(　×　)

理由：隻有總功一定時，機械做的有用功越多，其機械效率越高．

(4) 用同一滑輪組，提升同一物體，物體被提的越高，滑輪組的機械效率越高(　×　)

理由：機械效率與物體被提的高度無關．

3.機械效率相關計算

滑輪機械效率計算

斜坡機械效率計算

注：n為承擔滑輪繩子段數

實驗突破

測量滑輪組的機械效率

【猜想與假設】

1. 滑輪組的機械效率可能與物體重力、動滑輪重力、摩擦等有關

【設計與進行實驗】

2. 實驗原理(η＝（W有/W總） ×100%)

3. 主要實驗儀器及作用

(1)彈簧測力計的使用及讀數

(2)刻度尺(測量鈎碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s)

4. 實驗中拉動彈簧測力計的要求(豎直方向勻速拉動彈簧測力計，此時拉力等于彈簧測力計的示數)

5. 控制變量法的應用

(1)探究滑輪組的機械效率與物重的關系(控制同一滑輪組的繞線方式相同，改變滑輪組所吊鈎碼的數量)

(2)探究滑輪組的機械效率與動滑輪的重力大小的關系(控制滑輪組所吊鈎碼的數量相同，繞線方式相同，換用重力不同的動滑輪)

【分析數據和現象，總結結論】

6. 有用功、額外功、機械效率的計算

7. 根據表格數據總結結論

8. 根據實驗數據選取對應裝置圖(根據數據确定繞線的繩子段數，再确定裝置圖)

【交流與反思】

9. 實驗時，不能在靜止時讀數的原因(由于有摩擦力，靜止讀數時的拉力小于實際測量時的拉力，導緻所測機械效率偏大)

10. 可以省略的工具(刻度尺，省略後用 η＝G/nF ×100%計算，反而能夠提高精度)

11. 機械效率總是小于1的原因(任何機械都不可避免地要做額外功)

實驗結論：

(1)滑輪組的機械效率與物體的重力、動滑輪的重力、繩子與滑輪間的摩擦力有關；

(2)物體越重，動滑輪越輕，摩擦越小，滑輪組的機械效率越大．

一題練透一實驗

例　物理興趣小組和創新小組在測量滑輪組的機械效率，實驗裝置如圖所示：

實驗圖

興趣小組收集的實驗數據如下表所示，請根據實驗過程和實驗記錄數據，思考并回答下列問題：

(1)在第一次實驗中，粗心的小冬同學忘記在表格中填寫繩端移動的距離s，你認為s應該為_0.6_ m.

(2)根據表中數據，可計算得出第二次實驗的機械效率為__75%__．

(3)根據表中數據，分析得出所用動滑輪的重為_0.3_ N．(繩重和摩擦忽略不計)

(4)分析三次實驗中的數據，可以發現用同一個滑輪組提升重物，物重越大，滑輪組的機械效率__越大__(選填“越大”、“越小”或“不變”)．

(5)實驗中應___沿豎直方向勻速緩慢___拉動彈簧測力計，使沙袋升高，用_刻度尺_測出沙袋上升的高度h和繩端移動的距離s.

(6)實驗中為了測量繩子自由端的拉力 F，興趣小組的同學認為應該在彈簧測力計靜止時讀數，創新小組的同學認為應該在緩慢勻速提升時讀數，正确的是_創新小組_ (選填“興趣小組”或“創新小組”)同學的方法．

(7)創新小組也利用重為0.6 N、0.9 N、1.2 N的沙袋進行了三次實驗，每次測得的機械效率均大于興趣小組的測量值，則創新小組測量值偏大的原因可能是__C__ .(填字母)

A．測拉力時，彈簧測力計未調零，指針指在零刻度線下方

B．彈簧測力計每次拉動物體時均加速上升

C．所使用的動滑輪的重力小于興趣小組

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