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滑轮不能省功的机械效率与哪些因素有关?

更新时间:2024-04-22 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

提问:小明通过实验探索使用滑轮是否可以省电,并测量了滑轮组机械效率。 他认为斜面也是一种机器,那么用斜面能省力吗? 如果不是,哪些因素会影响斜面的机械效率? 它的省力与机械效率有什么关系呢? 我们如何测量和探索斜面的机械效率?40i物理好资源网(原物理ok网)

猜想和假设:40i物理好资源网(原物理ok网)

1、使用斜面不节能。40i物理好资源网(原物理ok网)

2、斜面的机械效率与其倾斜度有关。 斜角的斜度越大,机械效率越高。40i物理好资源网(原物理ok网)

3、坡口的机械效率与坡口的粗糙度有关。 斜角越粗糙,机械效率越高。40i物理好资源网(原物理ok网)

设计实验:40i物理好资源网(原物理ok网)

证明学生的猜想是否正确的最好方法就是做实验,但在做实验之前,我们首先要设计实验方案。 讨论以下问题:40i物理好资源网(原物理ok网)

(1)当一个物理量与多个因素有关时,我们用方法来进行实验。40i物理好资源网(原物理ok网)

(2)探究斜面的机械效率,需要测量哪些物理量:。40i物理好资源网(原物理ok网)

(3)我们需要什么测量仪器:。40i物理好资源网(原物理ok网)

(4) 斜面机械效率表达式: 。40i物理好资源网(原物理ok网)

(5) 如何测量拉力?40i物理好资源网(原物理ok网)

实验设备:一块长木板、一辆小车、一个弹簧测力计、一个秤、几块不同高度的木块、毛巾、玻璃、绳子。40i物理好资源网(原物理ok网)

实验过程:40i物理好资源网(原物理ok网)

1、用弹簧测力计测量小车的重力G。40i物理好资源网(原物理ok网)

2、用长木板、木块形成如图所示的斜坡,将小车通过绳子与弹簧测力计连接,沿斜坡拉动弹簧测力计,将小车匀速拉上斜坡。40i物理好资源网(原物理ok网)

3、分别从弹簧测力计上读出拉力F,用标尺测量小车移动的距离S和升高的高度h。40i物理好资源网(原物理ok网)

4、保持斜面长度不变,使用不同高度的木块,逐渐增加斜面高度,进行3次实验。 将实验数据分别记录于表中。40i物理好资源网(原物理ok网)

5、保持斜坡高度不变,用不同的材料铺在木板上,改变斜坡的粗糙度,做3次实验。 将实验数据分别记录于表中。40i物理好资源网(原物理ok网)

设计实验表格40i物理好资源网(原物理ok网)

表140i物理好资源网(原物理ok网)

实验次数40i物理好资源网(原物理ok网)

倾斜坡度40i物理好资源网(原物理ok网)

斜角材料40i物理好资源网(原物理ok网)

倾斜高度/m40i物理好资源网(原物理ok网)

车重/N40i物理好资源网(原物理ok网)

有用/J40i物理好资源网(原物理ok网)

斜坡长度/m40i物理好资源网(原物理ok网)

拉力/N40i物理好资源网(原物理ok网)

总功/J40i物理好资源网(原物理ok网)

机械效率40i物理好资源网(原物理ok网)

慢点40i物理好资源网(原物理ok网)

木板40i物理好资源网(原物理ok网)

更陡峭40i物理好资源网(原物理ok网)

木板40i物理好资源网(原物理ok网)

最陡的40i物理好资源网(原物理ok网)

木板40i物理好资源网(原物理ok网)

表240i物理好资源网(原物理ok网)

实验次数40i物理好资源网(原物理ok网)

斜面越光滑机械效率越高40i物理好资源网(原物理ok网)

倾斜坡度40i物理好资源网(原物理ok网)

斜角材料40i物理好资源网(原物理ok网)

倾斜高度/m40i物理好资源网(原物理ok网)

车重/N40i物理好资源网(原物理ok网)

有用/J40i物理好资源网(原物理ok网)

斜坡长度/m40i物理好资源网(原物理ok网)

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/N40i物理好资源网(原物理ok网)

总功绩40i物理好资源网(原物理ok网)

/J40i物理好资源网(原物理ok网)

机械效率40i物理好资源网(原物理ok网)

更陡峭40i物理好资源网(原物理ok网)

毛巾40i物理好资源网(原物理ok网)

更陡峭40i物理好资源网(原物理ok网)

木板40i物理好资源网(原物理ok网)

更陡峭40i物理好资源网(原物理ok网)

玻璃40i物理好资源网(原物理ok网)

3. 运行实验: 让我们开始实验吧。 学生在做实验时记录数据。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析论证:40i物理好资源网(原物理ok网)

分析实验数据结果:40i物理好资源网(原物理ok网)

1.实验表明,使用斜面可以节省工作(请填写“可以”或“不能”)。40i物理好资源网(原物理ok网)

2、使用相同光滑度的斜坡时,斜坡越陡,斜坡的机械效率越高(选择“省力”或“省力”)(选择“高”或“低”)。40i物理好资源网(原物理ok网)

3、使用相同倾斜度的斜面时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越高(可选“省力”或“省力”)(可选“高”或“低”) )。40i物理好资源网(原物理ok网)

交流与讨论:40i物理好资源网(原物理ok网)

1、实验中存在哪些不足? 是否存在以下问题:测量拉力时,不能匀速拉动物体,弹簧测力计不是固定的,而是移动的,读数不方便,拉力的测量误差较大。 坡口长度和坡口高度的测量也存在一定误差。 因此,我们在测量时一定要非常小心,这样才能提高实验的成功率。40i物理好资源网(原物理ok网)

2、小明组的学生完成上述实验研究后,小明又提出了一个猜想:“斜面的机械效率也可能与斜面上被提升的物体的重量有关。” 于是他们选择了与长方体体积相同的木块、铁块和斜面进行了与上述实验步骤类似的实验研究,并根据实验数据得出了结论。 请评价一下小明组学生的实验设计。40i物理好资源网(原物理ok网)

参考答案:40i物理好资源网(原物理ok网)

他们选择了相同体积的木块、铁块和斜面设备。 实验中虽然改变了被提升物体的重量,但由于木块与斜面之间的摩擦力不等于铁块与斜面之间的摩擦力,因此没有进行控制。 摩擦力的物理量是相等的,因此实验研究的结论是不可信的。40i物理好资源网(原物理ok网)

例如,实验组在测量滑轮组机械效率的实验中获得的数据如下。 实验装置如图所示。40i物理好资源网(原物理ok网)

(1)通过分析表中的数据可以看出,实验1是用图片做的实验,实验2是用图片做的实验。 请在表中的空白处填写适当的数据;40i物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过实验1和实验2的数据分析可以得出,采用不同滑轮组提升相同重量时,动滑轮数量越多,滑轮组的机械效率越大;40i物理好资源网(原物理ok网)

(3)对比实验1和实验3,我们可以得出正确的结论:用同一个滑轮组提升不同的重物。 重量越重,滑轮组的机械效率越大。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:在本次测量滑轮组机械效率的实验中,我们经常使用滑轮组增加钩码来测量滑轮组的机械效率。 滑轮组的装配往往是不同的,以便比较不同滑轮组的机械效率和同一滑轮组的不同用途。 机械效率较低。 根据滑轮组的缠绕方式与省力省钱距离的关系,我们知道图A的S=3h斜面越光滑机械效率越高,图B的S=5h。根据这个知识,我们可以确定使用哪个滑轮阻止它。 并且从实验数据的分析比较可以看出,当被提升的重量相同时,动滑轮越多,其重量就越重,机械效率就越小。 同一滑轮组提升不同重量的机械效率不同。 提升的重量越重,机械效率越高。40i物理好资源网(原物理ok网)

答案: (1) A 和 B (2) 较小 (3) 较大40i物理好资源网(原物理ok网)

说明:此类实验是学习机械效率特别重要的实验,也是中考的热点。 我们要解决的问题是:明确滑轮组省力与所需距离的关系。 节省的力气一定是需要的距离,因为存在机械效率的问题,40i物理好资源网(原物理ok网)

其中,G应包括物体的重量、滑轮的重量和绳索的重量。 在做这个实验的时候,我们往往不测量绳子的重量和滑轮的重量,而只测量重物的重力,所以这个时候不太容易计算,但是绳子的距离之间的关系动作保持不变。 根据这些知识,可以判断滑轮组的安装状况。 并且通过计算我们也可以得出一个结论:40i物理好资源网(原物理ok网)

,G 这里是被举起的物体的重力。40i物理好资源网(原物理ok网)

跟踪练习40i物理好资源网(原物理ok网)

1、在《探究影响滑轮组机械效率的因素》实验中,有学生使用同一个滑轮组进行了实验,测得的实验数据如下表所示:40i物理好资源网(原物理ok网)

斜面越光滑机械效率越高40i物理好资源网(原物理ok网)

(1)滑轮组至少由三个滑轮组成,表中η1=;40i物理好资源网(原物理ok网)

(2)从实验数据和计算结果分析可以看出,如果采用相同的滑轮组,则滑轮组的机械效率会更高;40i物理好资源网(原物理ok网)

(3) 若不考虑摩擦力,与上述实验中吊钩代码的起升高度相同,则附加功为W1W2(填>、<或=)。40i物理好资源网(原物理ok网)

2、如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置。 钩码总重量为6N。40i物理好资源网(原物理ok网)

(1)实验时应将弹簧测力计垂直向上拉动。 从图中可以看出,拉力为N,若钩码高度为8cm,则弹簧测力计向上移动cm。 滑轮组的机械效率为;40i物理好资源网(原物理ok网)

(2)如果仅增加钩码数量,滑轮组的机械效率会下降。 (可选:“增加”、“减少”或“不变”)40i物理好资源网(原物理ok网)

回答:40i物理好资源网(原物理ok网)

1. (1) 4 80% (2) 举起的重量越重 (3) <40i物理好资源网(原物理ok网)

2. (1)匀速 2.4 24 83.3% (2)增加40i物理好资源网(原物理ok网)

我们每个人都熟悉一个鸡蛋,它的质量约为50克,体积不到50立方厘米; 它的密度略大于水。 它不仅营养丰富,而且与物理学有很多联系。 以熟悉的鸡蛋为例,做一些演示实验来解释物理现象,肯定会大大提高学生学习物理的兴趣。40i物理好资源网(原物理ok网)

1.蒸发吸热实验40i物理好资源网(原物理ok网)

将刚煮熟的鸡蛋从锅中取出,直接用手握住。 虽然很热,但还是可以忍受的。 过了一会儿英语作文,当蛋壳上的水干了,感觉比刚拿起时还热。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:因为刚捞出来的蛋壳上附着有一层水膜,一开始水膜蒸发吸热,导致蛋壳的温度下降,所以感觉不是很烫。 一段时间后,水膜蒸发。 从鸡蛋内部传递过来的热量使蛋壳的温度再次升高,让人感觉更热。40i物理好资源网(原物理ok网)

2. 作用力和反作用力大小​​相等吗?40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:一个煮熟的鸡蛋和一个石膏工艺品。 用鸡蛋敲打石膏工艺品。 鸡蛋会破,但石膏工艺会安全。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:蛋壳和石膏工艺品的主要化学成分是钙。 它们的硬度应该相似。 用蛋壳雕刻石膏表面会留下痕迹。 如果蛋壳破了而石膏没有破,是不是说明石膏对蛋壳的作用力大于蛋壳对石膏的作用力呢? 不,蛋壳和石膏之间的力是作用力和反作用力。 它们总是处于相等且相反的方向。 蛋壳之所以破,是因为石膏工艺品比蛋壳厚,显得更坚固。 如果鸡蛋是固体的,那应该是另外一个结果了。40i物理好资源网(原物理ok网)

3.热胀冷缩性能40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:将煮熟的鸡蛋立即浸入冷水中。 完全冷却后,拿起并剥掉。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:首先,鸡蛋刚浸入冷水中时,蛋壳遇冷直接收缩,而蛋清的温度下降不多,收缩量也较小。 这时主要表现为蛋壳萎缩。 其次,由于不同材质热胀冷缩特性的差异,当整个鸡蛋完全冷却后,组织松散的蛋白的收缩率大于蛋壳,且收缩程度更明显,导致蛋白和蛋壳分离,使剥蛋壳变得更加困难。 方便的。40i物理好资源网(原物理ok网)

4.验证大气压力是否存在40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:选择一个直径比鸡蛋稍小的瓶子,在瓶子底部加热一层沙子。 首先,点燃一团酒精棉,放入瓶中,然后将一个带壳​​鸡蛋的小头朝下,堵住瓶口。 火焰熄灭后,鸡蛋慢慢被“吞”进瓶腹。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:酒精棉燃烧导致瓶内气体受热膨胀,部分气体排出。 当鸡蛋堵住瓶口,火焰熄灭时,瓶内气体压力因温度下降而变小,低于瓶外大气压。 在大气压的作用下,有弹性的鸡蛋被压入瓶中。40i物理好资源网(原物理ok网)

5.浮沉现象40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:将带壳的鸡蛋浸入盛有水的大直径玻璃杯中。 松开手后,我发现鸡蛋慢慢地沉到了杯底。 将鸡蛋取出,在水中加盐,制成浓度较高的盐溶液。 然后将鸡蛋浸入盐溶液中。 松手后,鸡蛋慢慢浮了起来。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:物体的浮沉取决于重力和浮力的关系。 浸入液体中的物体的体积是它排开液体的体积。 根据阿基米德原理可以看出,物体的密度和液体的密度之间的关系可以对应重力和浮力之间的关系。 因为鸡蛋的密度略高于水,所以当鸡蛋浸入水中时斜面越光滑机械效率越高,重力大于浮力,所以鸡蛋会下沉。 当浸入盐水中时,由于盐水的密度大于鸡蛋,其所施加的重力小于浮力,因此鸡蛋会浮起来。40i物理好资源网(原物理ok网)

6.惯性和摩擦阻力现象40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:选择形状相似的生鸡蛋和熟鸡蛋,将它们放在水平桌子上。 使用相同的力将它们旋转到位。 旋转很快的鸡蛋是熟鸡蛋,缓慢旋转几圈然后停止的鸡蛋是生鸡蛋。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:生鸡蛋的壳中有液体蛋清。 当外力作用在蛋壳上使其旋转时,蛋清由于惯性继续保持静止,与蛋壳之间存在摩擦阻力,使得整个鸡蛋只能缓慢旋转。 煮熟的鸡蛋里面的蛋清已经凝固成蛋白质,用外力旋转时,整个鸡蛋就能快速旋转。40i物理好资源网(原物理ok网)

7.物体平衡稳定40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:用一个生鸡蛋,在小端打一个洞,将蛋清和蛋黄从蛋壳中取出。 沿孔滑动重物。 使用蛋壳的大端作为底部,将蛋壳固定到位。 点燃蜡烛,滴入烛蜡,将重物密封在蛋壳底部。 烛蜡可以密封到蛋壳高度的大约四分之一处。 准备好的蛋壳按下去后,蛋壳会自动立起来。 做一个“不倒翁”。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:封在空蛋壳底部的重物和蜡烛油使整个蛋体的重心向蛋壳底部靠拢。 重心越低,稳定性越好。 当蛋壳倾斜并偏离平衡位置时,蛋体的重心上升。 由于蛋壳底部是球形的,蛋体在蛋自身重力的作用下恢复到原来的平衡位置。40i物理好资源网(原物理ok网)

8.分子运动现象40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:将外壳完整的鸡蛋埋入盐中腌制一段时间,即可制成咸蛋。 虽然壳还完好无损,但里面的蛋黄却是咸的。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:由于该物质的分子之间存在间隙,分子不断地无规则运动,盐分子扩散到蛋黄中,使蛋黄变咸。40i物理好资源网(原物理ok网)

9.验证动量定理40i物理好资源网(原物理ok网)

实验:将两个生鸡蛋从同一高度自由落下,落在水泥地上的鸡蛋受损,而落在海绵上的鸡蛋完好无损。40i物理好资源网(原物理ok网)

分析:鸡蛋从同一高度落下时,其最终速度和动量相同。 但掉落在水泥地上的冲击时间较短,因此冲击力较大,鸡蛋受到损坏。 落在海绵上时作用时间较长。 因此,冲击力小,鸡蛋完好无损。40i物理好资源网(原物理ok网)

10.超重40i物理好资源网(原物理ok网)

将一个坚硬的有棱角的物体放入杯子中,然后在上面放一个鸡蛋。 当你慢慢拿起杯子时,鸡蛋就完好无损了。 如果你快速拿起杯子,鸡蛋就会破裂。40i物理好资源网(原物理ok网)

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