資源簡介

第2課時　機械效率的測量 學案
知識點1　測定滑輪組的機械效率
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新知·預習
)
1、測量滑輪組的機械效率的實驗中，需要測量四個物理量：　___________________、___________________、___________________、____________________；
2、計算有用功的方法：________________；
3、計算總功的方法：　_____________________。
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實驗
·
探究
)
實驗一
【設計實驗】
用滑輪組提升物體，W有=Gh，W總=Fs，所以需要測出物重、拉力、物體上升的高度、繩子前進的距離。
【實驗器材】
刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個、鐵架臺、長約 2 m 的細繩。
【實驗步驟】
1.測出一個鉤碼的重力。
2.在滑輪組甲（一動一靜）上掛兩個鉤碼，記下鉤碼和繩子自由端的位置。豎直勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升一定高度，讀出測力計示數，用刻度尺測出鉤碼上升高度和繩自由端移動距離。
3.在滑輪組乙上（兩動兩靜）掛兩個鉤碼重復上述實驗。
4.在滑輪組乙上掛四個鉤碼重復上述實驗。
5.記錄數據，并計算三次實驗的機械效率。
【實驗數據】
鉤碼重G/N 1 1 2
鉤碼上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
有用功W有/J 0.1 0.1 0.2
拉力F/N 0.4 0.3 0.5
繩端移動距離s/m 0.3 0.5 0.5
總功W總/J 0.12 0.15 0.25
機械效率η 83.3% 66.7% 80%
【結論】
（1）動滑輪重一定時，物重越大，機械效率越________。
（2）物重一定時，動滑輪越重，機械效率越________。
【分析討論】
1、比較3次兩種滑輪組有什么不同？機械效率有何差異？
2、分析影響滑輪組機械效率的因素是什么？
________________________________
________________________________
________________________________
注意：機械效率大小與與繩子的繞法、繩子段數，上升距離無關。
3、如何提高機械效率 ？
_____________________________________________________________________________________
4.實驗中，是否可以使彈簧測力計靜止時進行讀數？
_____________________________________________________________________________________
實驗二 探究：影響斜面機械效率的因素
實驗時沿斜面勻速拉動木塊，并在拉動中讀出拉力的大小。
【實驗數據】
實驗次數 斜面傾斜程度 斜面材料 木塊重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面長度s/m 總功W總/J 機械效率
1 較緩 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4%
2 較陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81%
3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7%
4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6%
5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1%
【結論】
1、斜面的粗糙程度有關：同一斜面，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，效率越_______。
2、斜面的傾斜程度有關：粗糙程度相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角越大），拉力越大，效率越_______。
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典例·解讀
)
典例1、在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小華用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法， 分別做了甲、乙、丙 3 次實驗，實驗數據記錄如下：
實驗次數 鉤碼所受的重力 G/N 提升高度 h/m 拉力F/N 繩端移動的距離 s/m 機械效率η
1 2 0.05 1.0 0.15 66.7%
2 4 0 05 1.7 0.15 78.4%
3 6 0.05 ① 0.15 ②
（1）實驗中要豎直向上_______（選填“快速”或“緩慢”）拉動彈簧測力計，使鉤碼升高；
（2）表格中編號①處數據如圖丙所示為_______，編號②處數據應為_______；
（3）分析以上實驗數據可以得出如下結論：同一滑輪組提升不同的重物時，所提物體_______越大，滑輪組的機械效率_______（選填“越高”、“不變”或“越低”）。
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跟蹤
·
練習
)
1、小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數據如下表：
(
a
b
c
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物理量 實驗次數 鉤碼總重G/N 鉤碼上升的高度h/m 測力計示數F/N 測力計移動距離s/ m 機械效率
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在實驗中，測繩端拉力F 時，應盡量豎直向上______________拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數。
（2）第1次實驗測得的機械效率為_______。（結果保留兩位有效數字）
（3）分析表中數據可知：第2次實驗是用_______圖做的；第4次實驗是用_______圖做的。（選填“a”、“b”或“c”)
（4）分析第1、2次實驗數據可知：使用同一滑輪組，_____________________可以提高滑輪組的機械效率；分析第1、3次實驗數據可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率______________。
（5）分析第3、4次實驗數據可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度______________。
知識點2　同一滑輪組的機械效率的特點
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新知·預習
)
1、提高機械效率的主要辦法是__________________、使它更合理、更輕巧。
2、___________________________________________________，對于保持和提高機械效率也有重要作用。
(
實驗
·
探究
)
1、【實驗探究】對于同一個滑輪組提升不同重物時，它的機械效率是否改變呢？
2、如何設計實驗證明？
實驗步驟：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
表格設計：
鉤碼重 力G/N 提升高度h/m 有用功W有用/J 自由端拉力F/N 自由端移動距離s/ m 總功 W總/J 機械效率η
兩個鉤碼
四個鉤碼 m]
分析表格數據在與同學們交流討論，你能得到什么結論？
_______________________________________________________________________________________。
(
名師
·
總結
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同一機械的效率并不是固定不變的，而是隨著不同的工作狀態和環境而變化的.
例如：一個組裝好的滑輪組，其提起的物重越大，則其機械效率越高，因為此時的額外功（提起機械本身所需要的功）相對越??；
當然，由于機械間的摩擦而造成的額外功并不會減小.
當額外功一定時，在機械能承受的范圍內盡可能增加每次提起重物的重力，充分發揮機械的作用.
(
典例·解讀
)
典例2、在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數據如下表：
⑴此實驗所用滑輪的個數至少是________個，其中動滑輪有________個。
⑵第一次實驗測得滑輪組的機械效率為________，第二次實驗時滑輪組的機械效率________第一次的機械效率（填“大于”“小于”或“等于”）
次數 鉤碼重/N 鉤碼上升高度/cm 彈簧測力計示數/N 彈簧測力計移動距離/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
(
跟蹤
·
練習
)
1．甲吊車比乙吊車的機械效率高，當它們分別把相同質量的物體勻速提升相同高度時，則（ ）
A．甲吊車的電動機做的有用功較多 B．乙吊車的電動機做的額外功較多
C．甲吊車的電動機做的總功較多 D．甲、乙兩吊車的電動機做的總功相同
2．小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度，如圖所示．他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為F甲和F乙，則F甲____F乙；所做的有用功分別為W甲和W乙，機械效率分別為η甲和η乙，則W甲____W乙，η甲_____η乙．（均選填“＞”、“=”或“＜”）
　　　　第2題圖 第3題圖
3． 在“探究動滑輪的機械效率”時，某小組利用自重不同的兩個動滑輪進行了如圖所示的三次測量，數據記錄如下：
實驗序號 鉤碼重（N） 動滑輪重（N） 拉力（N） 鉤碼上升的高度（m） 測力計移動的距離（m） 有用功（J） 總功（J） 機械效率（%）
1 4 0.5 2.3 0.2 0.4 0.8 0.92 87.0
2 4 0.9 2.5 0.2[ 0.4 0.8 1.0 80.0
3 6 0.5 3.3 0.2 0.4 ①______ ②______ ③______
（1）完成表格中實驗數據①、②和③的計算．
（2）通過比較哪兩次實驗數據〔選填實驗序號〕，可以初步判斷動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關？
__________________________________________
（3）小明認為“同一個機械，它的機械效率是一個定值”，你可以用哪兩次實驗數據來驗證他的觀點是不對的？
__________________________________________
第2課時　機械效率的測量 學案
知識點1　測定滑輪組的機械效率
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新知·預習
)
1、鉤碼的重力G　 鉤碼提升的高度h　拉力F　繩端移動的距離s　
2、W有＝Gh　
3、W總＝Fs　
(
實驗
·
探究
)
【結論】 高 低
【分析討論】
2、①滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦。
②所提升的物重 。
③動滑輪的自重。
3、①增加被提升的物重。
②減小動滑輪的重。
③減小滑輪與繩之間的摩擦。
4、答：所測拉力減小（因為沒有摩擦力），機械效率增大，不能代表使用機械時的機械效率。
實驗二 探究：影響斜面機械效率的因素
【結論】
1、低 2、高
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典例·解讀
)
典例1、緩慢 2.4 83.3% 重力 越高
(
跟蹤
·
練習
)
1、（1）勻速 （2）74％ （3）　b　　c?。?）增大提升重物的重力 ?。?）無關　
知識點2　同一滑輪組的機械效率的特點
(
新知·預習
)
1、改進結構　
2、在使用中按照技術規程經常保養，使機械處于良好的狀態　
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實驗
·
探究
)
用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組提升兩個鉤碼，記錄鉤碼的重力、彈簧測力計的拉力、鉤碼上升的高度、繩自由端移動的距離
用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組提升四個鉤碼，記錄鉤碼的重力、彈簧測力計的拉力、鉤碼上升的高度、繩自由端移動的距離
(
典例·解讀
)
典例2、
（1）3 2
（2）62.5% 大于
(
跟蹤
·
練習
)
1、B
2、 ＜?。? ＜
3、 解：（1）第3次數據中，有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J，總功W總=FS=3.3N×0.4m=1.32J，機械效率η= W有用/ W總＝1.2J/1.32J≈90.9%；
（2）①②兩次實驗中，鉤碼的重力相同，動滑輪的重力不同，機械效率也不同，因此探究的是機械效率與動滑輪自重的關系；
（3）比較①③，同一個機械，動滑輪重力不變，提升的物體重力不同時，機械效率也不同，提的物體越重，機械效率越大．
第3節　機械效率
第1課時　機械效率及其計算 學案
知識點1　有用功、額外功和總功
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新知·預習
)
1、在工作時，對人們有用的功 W有
2、在工作時，對于額外負擔所不得不做的功 W額
3、有用功與額外功的和，也叫動力功 W總
(
典例·解讀
)
典例1、C
典例2、(1)拉力做功：W總=FS=300N×12m=3600J；
（2）∵忽略摩擦和繩重，∴W額=（G桶+G動）h=（m桶+m動）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×6m=600J
知識點2　　機械效率的計算
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新知·預習
)
1、 機械效率 有用功 總功的 η “依塔”（yita） 2 、W有用/W總
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典例·解讀
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典例3、拉力的作用點移動的距離S=2h=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh=40N*0.2m=8J
總功W總=FS=25N*0.4m=10J
動滑輪的機械效率是η=W有用/W總=8J/10J=80％
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跟蹤
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練習
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1、D
2、解：手下降的高度h手=2h物=2*0.2m=0.4m
有用功W有=Gh物=400N*0.2m=80J
總功W總=F動h手=240N*0.4m=96J
則此杠桿的機械效率η=W有用/W總=80J/96J=83.3％
3　解：（1）1380J （2）1500J （3）92%

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