8、机械效率实验与机械效率综合计算(B级)(学生版)

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(2)为了准确测出滑轮组的机械效率,应竖直向上 拉动弹簧测力计使钩码上升. (3)下表是某同学测图所示滑轮组机械效率的实验记录,请你帮他完成未填写的实验数据.

项目 钩码重G/N 拉F/N 力钩码上升的高度h/cm 实验数据 5.0 2.5 10 弹簧测力计有用功移动的距离W有/J S/cm 总功W/J 总机械效率η (4)实验结束后,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,哪些因素会影响滑轮组的机械效率呢?

经过大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种: 猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关; 猜想2:可能与被提升的钩码重有关;

猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关; 猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.

小明和小强分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表. 小明的实验记录:

物理量 控制因素 较小提升速度 较大提升速度 探究结果 小强的实验记录 物理量 控制因素 大致相同的提升速度 10 15 探究结果 4.2 6.0 79.4% 钩码重G/N 绳端拉力F/N 机械效率η 10 10 4.2 4.2 79.4% 79.4% 钩码重G/N 绳端拉力F/N 机械效率η ①请帮助小强完成表中的一项计算,其数据是 . ②根据他俩的实验记录,可得出小明的探究结果是 ;小强的探究结果是 . ③归纳他俩的实验探究,你所得到的结论是 .

【例8】用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小月和小亮各选取

一种绕线方法做实验。

(1)小月采用了如图16甲所示的绕线方法组装滑轮组。她通过滑轮组用

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F 甲 图16

2N 的拉力F将重3.2N的物体匀速提升了0.1m的距离,则有用功为J,此滑轮组的机械效率为%。 (2)小亮采用了另一种绕线方法组装滑轮组,请帮助小亮在图16乙中画出滑轮组的绕线。

课堂检测

【课1】 工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升,所用拉力为250N,5s内重物上升4m.此过程中,

有用功为J,拉力做功的功率为W,写出一条拉力不等于物重的原因:.

【课2】 小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率,实验记录结果如下表:

(1)根据表格中数据,第三次(最陡)实验的有用功是

____________J,总功是_________J,机械效率是_____________;

(2)分析数据可知,斜面越陡,机械效率_____________(选填“越高”、“越低”或“不变”);

(3)分析实验数据还可知道,斜面越陡越___________(选填“省力”或“费力”); (4)第一次实验中,若拉力作用时间是5s,则拉力的功率是___________W.

【课3】 兰兰和芳芳运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验

结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:

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猜想l:可能与匀速提升的速度大小有关; 猜想2:可能与被提升的钩码重力有关;?

猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关; 猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.

兰兰和芳芳分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表. 兰兰的实验记录:

物理量 控制因素 大致相同的速度提升 10 15 探究结果 芳芳的实验记录: 物理量 控制因素 较小提升速度 较大提升速度 探究结果 10 10 钩码重/N 绳端拉力/N 4.2 4.2 79.4% 79.4% 机械效率 钩码重/N 绳端拉力/N 4.2 6.0 79.4% 机械效率 (1)请帮助芳芳完成表中的一项计算; (2)请根据她们的实验记录,分别在表中写出探究结果

(3)归纳她们的实验探究,你所得的结论是:

知识点睛

知识点2.关于机械效率的综合计算

关于综合计算,通常情况下题比较复杂,计算量也显得有些大,其实,我们分析起来,也没那么复杂,无外乎是分几个步骤:

第一步:分清题干中有几个状态;

第二步:根据每个状态画出受力分析图,若有其它的物理量(比如说给了我们压强p,我们一般给它乘以S,就变成了压力了),尽可能地转到力的关系上去,也注意作用力与相互作用力的相互转化,列出若干方程,每个状态,最少包含一个方程;

第三步:解出方程组,求出未知量.(解方程经常牵涉到方程的展开,这个需要注意一下,) 比如说:F浮?G

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?液gV排?G

?液gV排??物gV物

例题精讲

【例1】 为了打捞沉在江中的物体,采用浮筒与起重工程船相结合的办法.沉在江中物体的体积为0.2m3,

物质的密度为8×103kg/m3,把4个浮筒固定在物体四周,并用绳捆住物体,绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上,动滑轮重为2×103N.当用压缩气体把浮筒充气后,每个浮筒可以产生1×103N的浮力,如图所示(图中只能显示3个浮筒).起重工程船上的电动机带动钢丝绳,通过图示的滑轮组使物体以速度v1=1cm/s竖直上升,在物体未出水面前,电动机拉钢丝绳的拉力为F1,滑轮组的机械效率为η1;当物体完全离开水面后,电动机拉钢丝绳的拉力为F2,滑轮组的机械效率为η2,物体在空中竖直匀速上升的速度为v2.设电动机的功率保持不变,绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计,滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计,江水的密度为103kg/m3,g取10N/kg. 求:(1)F1和F2; (2)η1∶η2;

(3)v2.(结果保留2位有效数字)

【例2】 如图所示,用带有水桶的滑轮组把水从蓄水池中提到h=7m

高的阳台,空水桶B的质量为2kg,POQ为固定支架,轻质杠杆MN可绕固定支点O转动,OM:ON=5:1,A为正方体配重,底面积为10-2m2,用绳索与杠杆N端相连,并保持杠

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