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  4. 滑轮(组)的机械效率

某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:实验序号勾码g/N勾码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械功率/%140.11.80.374.1260.12.40.

一、题文

某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:
实验序号勾码g/N勾码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械功率/%
140.11.80.374.1
260.12.40.3______
(1)实验时,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计.
(2)第②次实验中,拉力做的总功是______J,滑轮组做的有用功是______J,滑轮组的机械效率η=______%(结果保留一位小数).

考点提示:滑轮(组)的机械效率

二、答案

(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定.
(2)拉力做的总功为W=FS=2.4N×0.3m=0.72J.
拉力做的有用功为W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J.
滑轮组机械效率为η=
W有用
W
=
0.6J
0.72J
×100%≈83.3%.
故答案为:(1)匀速;
(2)0.72;0.6;83.3.

三、考点梳理

知名教师分析,《某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:实验序号勾码g/N勾码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械功率/%140.11.80.374.1260.12.40.》这道题主要考你对 滑轮(组)的机械效率 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:滑轮(组)的机械效率

考点名称:滑轮(组)的机械效率
  • 滑轮组的机械效率:
    有用功W有用=Gh
    总功W=Fs
    W=Gh+Gh
    (不计绳重,摩擦)
    额外功W额外=W-W有用
    W额外=Gh
    (不计绳重,摩擦)
    机械效率(n为承担重物绳的股数)
    (不计绳重,摩擦)
  • 测量滑轮组的机械效率:
    ①器材:弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
    ②原理:η=
    ③步骤:先用弹簧测力计测出物体的重力G,再按要求组装滑轮组,用弹簧测力计提起绳端匀速上升,测出作用于绳端的作用力F,确定重物和绳自由端的始、末位置,用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s,再用公式求出滑轮组的机械效率η ;

    ④注意事项:一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升,二是要让绳端竖直上升。
  • 提高滑轮组机械效率的方法:
    1.影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械,用同一滑轮组提升物体G升高h时,滑轮组对物体做的功为有用功,而人对滑轮组的拉力F做的功为总功,F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数),则滑轮组的机械效率;若不计摩擦力,而动滑轮的重为G’,那么提升动滑轮做的功就是额外功,则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知,对于同一滑轮组(G’一定),提升重物越重,滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时,动滑轮越少、越轻的滑轮组,机械效率越高。

    2.提高滑轮组机械效率的方法
    (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,或减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功一定的情况下,减小额外功,提高效率。
    (2)增大有用功在总功中所占的比例,在额外功不变的情况下,增大有用功的大小。
    (3)换用最简单的机械。
  • 滑轮组拉物体水平前进时的机械效率:
    W有用W额外Wη

    拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s、拉力F移动距离s
    W有用=f·s——W总=F·s=F·ns
    n为绳子股数

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