备课资源：测滑轮组机械效率.doc

学科：物理 教学内容：测滑轮组的机械效率 课前准备 一、新课标学习要求 1.知识与技能 会测定滑轮组的机械效率 2.过程与方法 在实验过程中，培养设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律的能力. 3.情感、态度与价值观 尊重实验事实、培养合作与交流的良好品质. 二、整体感知 三、相关知识 变速自行车变速的道理 自行车能够前进运动，是靠人用脚踩动脚蹬板来提供动力，驱使后轮转动产生摩擦力而形成的，而后轮的转动是通讨链条把中轴、后轴上的花盘轮和飞轮相连带动，两轮每个齿与各链条间的孔对应，花盘转过一个齿，飞轮也转过一个齿，绝不可能打滑.新型变速自行车中，中轴花盘上几个直径不同，齿数不同的齿盘，后轴飞轮有几个直径、齿数不同的齿盘，选择不同齿数的齿盘，通过链条相连带动，后轮转动快慢就改变了. 四、学法点拨 本节是节实验课，主要是研究滑轮组的机械效率及其影响因素，做好此实验的关键是正确测出物重、弹簧测力计的拉力、物体升高的高度和绳自由端移动的距离.在实验操作过程中要使弹簧测力计匀速上升，要注意与同学合作交流、共同完成. 教材知识全解 一、同定滑轮组的机械效率 深究： 提出问题：使用不同的滑轮组提升同一个物体，滑轮组的机械效率相同吗？ 猜想与假设：不同的滑轮组的机械效率可能不同. 实验探究： （1）用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升四个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离. （2）用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升四个钩码，记录钩码的重力、弹簧测力计的拉力、钩码上升的高度、绳自由端移动的距离. （3）分别计算出有用功、总功和机械效率. 通过与同学们交流讨论，你能得到什么结论？ 二、机械效率总是一定的吗 探究： 提出问题：既然使用机械有一个效率问题，那影响机械效率的因素有哪些呢？ 猜想与假设：机械本身的重或是机械之间的摩擦力大小可能会影响机械的效率. （1）用水桶提水时，水桶越轻，我们对它做的额外功越少，则效率越大； （2）同样用水桶提水时，装的水越多，我们做的总功会越大，而对水桶做的额外功也会相对越少，也可以提高效率； （3）同理，在用滑轮组提升物体时，所提升的物体越重，会相对减少额外功，达到提高机械效率的目的. 说明 ①机械的效率并不是固定不变的，而是随着不同的工作状态和环境而变化的.例如：一个组装好的滑轮组，其提起的物重越大，则其机械效率越高，因为此时的额外功（提起机械本身所需要的功）相对越小；当然，由于机械间的摩擦而造成的额外功并不会减小. ②提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义.提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更轻巧.在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用. 起重机的机械效率是40～50%，滑轮组的机械效率是50～70%，抽水机的机械效率是60～80%. 三、提高机械效率的方法 1.尽量减少额外力，采取减轻机械本身的重和加润滑油减小摩擦的办法. 2.当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用. 典型例题精析 题型Ⅰ 面向全体、双基巩固 例1 用同一滑轮组分别把100N和200N的重物匀速提高5m，如果两种情况下的额外功相等，则( ). A.所做的总功不相等 B.所做的有用功不相等 C.两次的机械效率相等 D.用于拉绳子的力两次相等 解析：匀速提高物体时，有用功W有=Gh，因为物重不同，所以两次用于拉绳子的力以及有用功必然不相等.在额外功一定的情况下，有用功越多，则有用功在总功中所占的比例也必然会增大，所以机械效率也就不会相同. 答案：B 注意 尽管是同一个滑轮组，但它们的机械效率却并不相同，要注意理解. 例2 不计摩擦，将一动滑轮改为定滑轮来提高重物，这样一定能( ). A.提高机械效率 B.提高功率 C.改变用力方向 D.节省力 解析：使用定滑轮提高重物，只能改变力的方向，但不能省力；用动滑轮提高重物时，尽管省力，但要克服动滑轮的重力多做额外功，所以效率会很低.功率是反映做功快慢的，它的大小由做功的人来决定.如果慢慢地提高重物，则功率会很低，反之若很快地提起重物，则功率也会提高.所以B、D是错误的. 答案：AC 评注：若将定滑轮改为动滑轮使用，省力了但效率却降低，意味着效率高低与省力多少没有关系. 例3 （2004·广东省）用图9-6-1所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升h，绳子移动的距离为 ；所做的有用功为 ；设所用的拉力为F，则该滑轮组的机械效率为 . 分析：动滑轮上有三股绳子，重物G上升h，则绳子自由端移动的距离为3h，有用功为W有=