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1、
探究滑輪組與斜面的機(jī)械效率
本文結(jié)合探究機(jī)械效率和動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)談?wù)効刂谱兞糠ê娃D(zhuǎn)換法的運(yùn)用。
一、探究滑輪組機(jī)械效率的高低
① 原 理：（豎直方向提升重物)
② 應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩子自由端移動(dòng)的距離s。
③ 器 材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
④ 結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
A．提升的重物一定時(shí)，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，動(dòng)滑輪的重力越大，則額外功相對(duì)就多，機(jī)械效率越低。
B．滑輪組的重力一定時(shí)，提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多, 機(jī)械效率越高。
C．提升的重物一定時(shí)，若各種摩擦越大，做的額外功就多，機(jī)械效率
2、越低。
注意：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪組的機(jī)械效率。
圖1
例1（2015岳陽(yáng)）在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。
次數(shù)
鉤碼重/N
鉤碼上升
距離/cm
彈簧測(cè)力計(jì)
示數(shù)/N
彈簧測(cè)力計(jì)
上升距離/cm
機(jī)械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9 %
（1）第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械
3、效率為 （百分號(hào)前保留一位小數(shù)）
（2）第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)漏填，由圖丙可知，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 N。
（3）分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論，是由同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率 （選填“高”或“低”）。
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)，使用該滑輪組再次將重8N的物體勻速提升10cm，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為 。（填序號(hào)）
A.71.6% B. 82.4% C. 92.1%
答案 （1）88.9% （2）2.4 （3）高 （4）C
二、探究斜面的機(jī)械效率
① 原 理：
4、
②應(yīng)測(cè)物理量：小車重力G、斜面的高度h、拉力F、斜面的長(zhǎng)s。
③結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：
A．斜面的粗糙程度；B．斜面的傾斜程度。
圖2
例2 在湛江港碼頭，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時(shí)老師講過(guò)的知識(shí)，小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：
A．斜面的機(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)。
B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。
小華同學(xué)為了證實(shí)自己的猜想是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖12所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
斜面傾角θ
物塊重量G/N
斜面高度h/
5、m
沿斜面拉力F/N
斜面長(zhǎng)s/m
有用功
W有用/J
總 功
W總/J
機(jī)械效率/η
①????
300
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
②???? ?
300
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
60%
③???? ?
450
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
（1）在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，應(yīng)沿斜面向上________拉動(dòng)木塊；實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向_________（選填“左”或“右”）移動(dòng)。
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為_(kāi)______%，第②次實(shí)驗(yàn)中總功為_(kāi)_____J。
（3）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證小華的猜想_________（填寫(xiě)字母）；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：__________________________。
（4）第③次實(shí)驗(yàn)中，克服摩擦力所做的功為_(kāi)_______ J。
答案（1）勻速??? 左?? (2)60??? 3.0??? （3）A???? 在其他條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高（或大）；或在其他條件相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān) （4）1.0
3
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