【正文】 機(jī)械效率 :η= ≈% 。 (3)該同學(xué)再用第 2次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第 3次實(shí)驗(yàn) ,表中第 3次實(shí)驗(yàn)中繩端移動(dòng)距離 s漏記 ,但仍然計(jì)算出第 3次的機(jī)械效率 η =________(保留 3位有效數(shù)字 )。η 1= = ≈74%, η 2= =80%,故 η 1η 2,由此可知 ,可采用增加鉤碼重 (增加物重 )的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率。 (2)根據(jù)速度公式得 ,鉤碼運(yùn)動(dòng)的速度為 v2= =。 (3)第三次實(shí)驗(yàn)中 ,繩端移動(dòng)的距離為 __________m,滑輪組的機(jī)械效率為 ________。 【 示范案例 】 (2022 ,能否測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率 ? 提示 :能。 Gh Fs 【 要點(diǎn)探究 】 的是什么 ? 提示 :便于測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離。 彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 【 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵 】 (1)記位置 :實(shí)驗(yàn)前 ,記下鉤碼和拉力的起始位置。因?yàn)榈谝环N方案的動(dòng)力臂要大于第二種方案的動(dòng)力臂 ,根據(jù)杠桿的平衡條件 ,在阻力和阻力臂都相同的情況下 ,動(dòng)力臂越大的越省力 ,所以 ,F1F2。 (4)乙同學(xué)用圖丙裝置進(jìn)行探究 ,發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí) ,與甲同學(xué)得出的杠桿平衡條件不相符 ,其可能的原因是 :____________________________。根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件 ,這種做法的不足是 :___________________。 答案 :(1)左 (2)能 (3) N Gg【 備選例題 】 (2022 (g取 10 N/kg) 【 解析 】 (1)杠桿傾斜時(shí) ,杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端 ,故應(yīng)將平衡螺母向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié) ,即向左調(diào)節(jié)。右邊 F2L2+F3L3 =2 1+3 2=8,故得出結(jié)論 F1L1=F2L2+F3L3。 B選項(xiàng)單個(gè)鉤碼重力不相等 ,則多個(gè)鉤碼總重力無(wú)法確定。 (F F F3的力臂分別用 LL L3表示 ) 【 解析 】 (1)杠桿平衡時(shí) ,讓杠桿靜止在水平位置 ,便于測(cè)量力臂。 (2)小周同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組完成某次操作后 ,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖甲所示 ,他們記錄的數(shù)據(jù)為 :動(dòng)力 F1= N,動(dòng)力臂 L1= m,阻力 F2=1 N,則阻力臂 L2=________m。 ,為什么要多次實(shí)驗(yàn) ,收集不同數(shù)據(jù) ? 提示 :使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。 (3)分析數(shù)據(jù) :多次改變力和力臂 ,得到不同數(shù)據(jù) ,并分 析動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂的關(guān)系。故選 A。在不計(jì)摩擦、機(jī)械自重及繩的重 量的理想狀況下 ,根據(jù)杠桿的平衡條件 F1l1=F2l2可 知 ,F1= 定滑輪不省力 ,F2=G。天平是等臂杠桿。杠桿又分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿。l1=l2,不省力也不費(fèi)力 滑輪 定滑輪 不省力但可以改變力的方向 動(dòng)滑輪 省一半力不可以改變力的方向 滑輪組 可以省力也可以改變力的方向 ,且 F= G(n為繩子股數(shù) ) 斜面 省力 1n【 特別提醒 】 使用機(jī)械可以省力或省距離 ,但不能省功。 (4)讓學(xué)生了解有關(guān)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算題 ,幫助學(xué)生從具體應(yīng)用中理解有用功、額外功和總功 ,熟悉機(jī)械效率的計(jì)算公式 ,找到解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵。至此 ,可以引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出機(jī)械效率的定義和公式。 (2)根據(jù)已知量和待求量的關(guān)系 ,結(jié)合相應(yīng)的公式或物理量規(guī)律建立關(guān)系式?！?規(guī)范解答 】 (1)由題圖可知 ,連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=2, 則繩子自由端移動(dòng)的距離 :s=nh=2 12 m=24 m, 拉力做的總功 :W總 =Fs=625 N 24 m= 104J, 所用時(shí)間 t=1 min=60 s, 小坤爸爸做功的功率 : P= =250 W。小坤爸爸站在地面上用 1 min時(shí)間勻速把 100 kg的水泥吊到了樓上 ,所用的拉力是 625 N。有用功 :W有用 =Gh=600 N m=540 J,推力做的總功 :W總 =Fs=300 N 3 m =900 J,額外功 :W額外 =W總 W有用 =900 J540 J=360 J, 由 W額外 =fs得摩擦力 :f= =120 N。 答案 :200 75% W 1 5 0 JW 2 0 0 J?有總2.(2022 關(guān)鍵點(diǎn) 2:根據(jù) s=ns′ 求出繩子自由端移動(dòng)的距離 ,利 用 W=Fs求出拉力做的功。 答案 :(1)25 s (2)% (3)3 500 N (4) 105J 【 備選例題 】 1.(2022 汽車勻速直線運(yùn)動(dòng) ,受到平衡力作用 ,在水平方向上 , 汽車受到向右的牽引力、向左的拉力、向左的阻力 作用 。 (1)由圖可知 ,滑輪組中由 3段繩子承擔(dān)重物 , 則物體上升的速度為 : v物 = v車 = m/s= m/s。 (4)機(jī)械效率 :η= 100%。請(qǐng)計(jì)算 : 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 59944153 (1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為 m/s,則將物體由井底拉至井口 ,需要多長(zhǎng)時(shí)間 ? (2)滑輪組的機(jī)械效率是多少 ?(保留一位小數(shù) ) (3)汽車的牽引力是多大 ? (4)將物體由井底拉至井口 ,汽車的牽引力做的功是多少 ? 【 解題關(guān)鍵 】 解答本題的關(guān)鍵 (1)確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù) :動(dòng)滑輪上共有三股繩子 ,所以 n=3。人做的 有用功 W有 =mgh=120 kg 10 N/kg 1 m=1 200 J,所做 的總功 W總 =F′s=500 N 3 m=1 500 J,斜面的機(jī)械效 率 :η= 100%= 100%=80%。 答案 :10 W 9 0 Jt 2 0 s?有【 典例 12】 (2022 (忽略繩子和滑輪的重力 ) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 59944152 【 精講精析 】 本題考查功與功率、機(jī)械效率的計(jì)算。故當(dāng)物 體上升 m時(shí) ,B點(diǎn)將上升 。根據(jù) η= 和 W額 =G木 h′ 可求出木棒的重力。 【 典例 10】 (2022使用動(dòng)滑輪時(shí) ,F2= (10 N+1 N)= N,所以 F1F2。 關(guān)鍵點(diǎn) 4:明確由 η= 可知 ,不計(jì)摩擦 ,使用甲圖的定滑輪不用對(duì)滑輪做額外功 ,故機(jī)械效率高 。泉州中考 )如圖所示 ,用甲、乙兩 種裝置將物體勻速提升相同高度 ,物體重 均為 10 N,滑輪重均為 1 N,不計(jì)繩重 ,所 用的拉力分別是 F1和 F2,機(jī)械效率分別是 η 1和 η 2,則F1________F2,η 1________η 2。 (均選填 “ ”“”或 “ =”) 【 精講精析 】 本題考查滑輪組機(jī)械效率大小的比較。 【 典例 9】 (2022若每個(gè)滑輪質(zhì)量相同 ,對(duì)比兩個(gè) 滑輪組 ,下列說(shuō)法正確的是 ( ) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào) 59944151 ,甲機(jī)械效率大 ,機(jī)械效率一樣大 ,乙機(jī)械效率大 ,機(jī)械效率一樣大 【 精講精析 】 選 B。 【 規(guī)避失分點(diǎn) 】 不要認(rèn)為滑輪組不變 ,滑輪組的機(jī)械效率就不變。由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組 ,當(dāng)拉力的方向向下時(shí) ,只有一種裝配方法 :繩子的始端和末端均在定滑輪上。 答案 : 【 備選例題 】 (2022 答案 :乙 大于 【 典例 7】 (2022樂(lè)山中考 )如圖所示的兩個(gè)滑輪中 ,屬于動(dòng)滑輪的是 ________,若滑輪的自重和摩擦不計(jì) ,當(dāng)分別用 F F2勻速提起同一物體時(shí) ,則 F F2的大小關(guān)系是 :F1________F2。 n12?n12? n12?綜上所述 ,滑輪組設(shè)計(jì)原則歸納為 :偶定奇動(dòng) ,一動(dòng)配一定 ,偶數(shù)減一定 ,變向加一定。 【 知識(shí)拓展 】 滑輪組的設(shè)計(jì) (1)n為偶數(shù)時(shí) ,繩子的固定端應(yīng)拴在定 滑輪上 (即 “ 偶定 ” ),如果不需要改變 用力的方向 (例如 :自由端向上拉 ),則 需要的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為 ,定滑輪的個(gè) 數(shù)比動(dòng)滑輪少一個(gè) ,如圖甲所示 。 :按 “ 奇動(dòng)偶定 ” 的原則 (1)n為奇數(shù) ,繩子的固定端在動(dòng)滑輪的掛鉤上。 考點(diǎn) 3