【知识回顾】
人们使用机械的目的就是要做人们须要做的功,这部份功在数学学中称作有用功。
在现实生活中,人们为了达到工作目的常常还得做并非须要但不得不做的功,这部份功称作额外功。
比如:
☛实验中用滑车架提高钩码,拉力对钩码做有用功,对动滑轮做额外功。
实验滑车架
☛生产中塔机吊建筑材料,动力对建筑材料做有用功,对动滑轮做额外功。
塔机滑车架
有用功和额外功都是有动力来完成,为此,动力做的功称作总功或有用功跟额外功之和称作总功。
在数学学中,把有用功跟总功的比值称作机械效率。
因为有用功总比总功小,因而机械效率总大于1.
【举手提问】
1.怎么检测滑车架机械效率?
2.影响滑车架机械效率的诱因有什么?
3.增强机械效率有什么方式?
4.滑车架有什么应用?
【新课学习】
一、测量滑车架的机械效率
因为有用功跟总功的比值称作机械效率,为此,要测滑车架机械效率,就得晓得有用功和总功的大小。
按照功的概念,有用功W有机械效率总功计算公式,须要测出阻力G和在阻力方向联通的距离h机械效率总功计算公式,用W有=Gh算出.
总功W总,须要测出拉力F和在拉力方向联通的距离s,用W总=Fs算出.
测滑车架机械效率实验装置安装图:
依据机械效率公式(实验原理):
即可算出滑车架的机械效率。
[观察与实验]
实验视频
检测滑车架的机械效率
(选择音量横屏看)
[实验反省]
1.实验时平缓匀速带动弹簧测力计读出拉力大小,用刻度尺测出钩码上升的高度和弹簧测力计联通的距离。
2.滑车架机械效率的实验表达式为:
3.剖析实验数据,我们会发觉:
在所用滑车架一定时,提高的物体越重,机械效率越高。
二、影响滑车架机械效率的诱因
1.主要诱因是克服动滑轮重做额外功.
2.其它诱因是滑轮跟绳子、轮与轴之间磨擦以及绳重做额外功.
3.在水平方向使用滑车架时,因动滑轮受重力方向竖直向上,在重力方向没有做功,因而影响滑车架机械效率主要诱因是磨擦。
如右图所示:
三、提高机械效率的方式
现代社会是讲效率的社会,人们总希望以尽可能少的消耗,取得尽可能多的效益。在日常生活和工农业生产中,提升机械效率、更充分地发挥机械设备的作用有着重要的经济意义。
增强机械效率的主要办法是从影响机械效率的诱因出发,改进机械的结构,使其更合理、更轻巧,常常保养,定时润滑,使机械处于良好的运转状态。
比如:
提升滑车架机械效率的方式:
①同一滑车架,减小提高物体的重力多做有用功,是提升滑车架机械效率的主要方式.
②减小动滑轮自身的重力.
③使转动轴保持良好润滑。
四.滑车架用途广泛
☛在生产中,小型机械设备,诸如:大铲车、塔吊、龙门吊、高铁电力网补偿器等都要使用滑车架。
起重机
塔机
龙门吊
铁路电力网补偿器
☛在生活中,比如扶梯、手摇晾衣架等也要用到滑车架。
扶梯及滑车架
手摇晾衣架及滑车架
【中考真题同步训练】
1.(2019长沙)(8分)
某化学兴趣小组在检测滑车架的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计检测沙和袋所受总重力G并填入表格.
②按图安装滑车架,分别记下沙包和绳端的位置.
③匀速带动弹簧测力计,使沙包下降,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙包上升的高度h和绳端联通的距离s,将这三个量填入表格.
④算出有用功W有,总功W总,机械效率η.
⑤改变沙包中石子的重量,重复前面的实验.
请按照实验过程和实验记录,思索并回答:
(1)在第一次实验中,马大哈的小冬朋友忘掉在表格中填写绳端联通的距离s,你觉得s应当为m.
(2)依据表中数据,可估算得出第二次实验的机械效率为.
(3)依据表中数据,剖析得出所用动滑轮的重为N.(绳重和磨擦忽视不计).
(4)剖析三次实验中的数据,可以发觉用同一个滑车架提高重物,物重越大,滑车架的机械效率(选填“越大”“越小”或“不变”).
2.(2018泰安)
检测滑车架的机械效率:
步骤:
如图为检测某滑车架机械效率的实验装置.
装置图:
①实验时沿竖直方向匀速平缓带动弹簧测力计.
②分析表中数据可知:实验2是用图做的实验.
③实验序号3中的机械效率η=.
表格:
推论:
通过比较(填实验序号)两次实验数据得出推论:同一滑车架提高重物时,物重越大,滑车架的机械效率越高.
通过比较2、3两次实验数据可得出推论:不同滑车架提高相同重物时,动滑轮越重,滑车架的机械效率.
问题讨论:
实验过程中边带动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同事觉得应静止时读数你觉得他的看法(选填“正确”或“不正确”),由于他没有考虑到对滑车架机械效率的影响.
3.(2019尚志)(5分)
如图是智慧小组“测滑车架的机械效率”的实验装置.测得的实验数据如下表.
(1)实验过程中,应竖直向下带动弹簧测力计.
(2)第三次实验中滑车架的机械效率是.
(3)剖析表中实验数据可知,同一滑车架,物重,滑车架的机械效
率越高.
(4)若在第三次实验中,物体上升的速率为0.1m/s,则拉力F的功率为W.
(5)创新小组也借助重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均小于智慧小组的检测值,则创新小组检测值偏大的诱因可能是(填字母)
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,表针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次带动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力大于智慧小组
4.(2020长沙)(7分)
检测如图所示滑车架的机械效率,部份实验数据如下表.
(1)实验过程中,应平缓带动弹簧测力计,使钩码竖直向下做运动.
第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为N.
(2)第2次实验时所做的有用功为J.滑车架的机械效率是.
(3)剖析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑车架提高重物时,重物重力
越(选填¨大”或“小”),滑车架的机械效率越高;
剖析3、4次实验的数据可知,滑车架的机械效率与钩码上升的高度(选填“有关”或“无关”).
(4)结合生产生活实际,用滑车架提高重物时,下述选项中也可提升机械效率的是.
A.减小绳重B.减少动滑轮重C.推动物体提高的速率
5.(2020广州)(6分)
某实验小组用右图的实验装置检测滑车架的机械效率,部份实验数据如下表所示.
(1)实验中应尽量竖直向下带动弹簧测力计;
(2)第一次实验中测得滑车架的机械效率为%(结果保留整数);
(3)剖析以上数据可知,使用同一个滑车架提高重物时,被提高物体的重力越,滑车架的机械效率越高.
6.(2020重庆)
将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑车架.
在图甲滑车架,用大小为3.6N的竖直向上的拉力F1把钩码匀速提高了0.3m;
在图乙滑车架,用竖直向下的拉力F2把钩码匀速提高了0.6m.
不计磨擦和绳重.设图甲滑车架的机械效率为η甲,图乙滑车架的机械效率为η乙,则()
A.η甲>η乙B.η甲