2018年九年级物理上册 第十一章《机械功与机械能》探究滑轮组与斜面的机械效率 （新版）粤教沪版

探究滑轮组与斜面的机械效率本文结合探究机械效率和动能的实验谈谈控制变量法和转换法的运用。一、探究滑轮组机械效率的高低 原 理：（竖直方向提升重物) 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳子自由端移动的距离s。 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A提升的重物一定时，动滑轮个数越多，动滑轮的重力越大，则额外功相对就多，机械效率越低。B滑轮组的重力一定时，提升重物越重，做的有用功相对就多, 机械效率越高。C提升的重物一定时，若各种摩擦越大，做的额外功就多，机械效率越低。注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮组的机械效率。图1例1（2015岳阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率1 2 10 0.8 30 83.3%2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9 %（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （百分号前保留一位小数）（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N。（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“高”或“低”）。（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。（填序号）A.71.6% B. 82.4% C. 92.1%答案 （1）88.9% （2）2.4 （3）高 （4）C二、探究斜面的机械效率 原 理：应测物理量：小车重力G、斜面的高度h、拉力F、斜面的长s。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A斜面的粗糙程度；B斜面的倾斜程度。图2例2 在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A斜面的机械效率可能与物体的重力有关。B斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：实验次数斜面倾角物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有用/J总 功W总/J机械效率/ 3005.00.64.21.23.05.0 3003.00.62.51.21.860% 4503.00.82.81.22.43.471%（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_（选填“左”或“右”）移动。（2）根据表格中数据，第次实验斜面的机械效率为_%，第次实验中总功为_J。（3）通过对比实验、数据，可验证小华的猜想_（填写字母）；通过对比实验、数据，可以得出的探究结论是：_。（4）第次实验中，克服摩擦力所做的功为_ J。答案（1）匀速 左 (2)60 3.0 （3）A 在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其他条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 （4）1.03