九年级物理《测滑轮组的机械效率》学案 人教新课标版

《测滑轮组的机械效率》学案

一、预习导学：

1、使用滑轮组,应注意两个关系式: (1)F＝

G． 式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示 ；在不n计摩擦时，则表示 。 式中n表示 . (2)s=nh．

式中h为 ；n仍表示 ；s表示 。 二、自主学习：

1、我们利用滑轮组提升物体做功时，目的是把物体提到一定高度处。演示（如图1）：用滑轮组提物体时，什么是有用功？ 。 什么是总功？ 。

如何计算滑轮组的机械效率？ 。 2、我们需要哪些测量仪器？ 。 需要测量哪些物理量呢？ 。 3、滑轮组的机械效率：η= 。

4、知道了如何测量滑轮组的机械效率了，同学们猜想一下，滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关呢？能说说你们的猜想依据吗？

因素1 依据 因素2 依据 因素3 依据 5. 根据你的分析，请你设计实验的方案。

(1)实验所需的器材： 。

(2)画出实验装置图： (3)探究步骤：

①按图组装滑轮组：用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升钩码。

② 拉动弹簧测力计，使钩码上升一段距离，记录 、 、 、 。

③改变动滑轮下所挂的钩码重，重复实验步骤②两次，将测得的数据填入下表中。 ④根据测得的数据，分别算出三次实验的 、 和这个滑轮组的 ，填入表中。

⑤用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升钩码，重复步骤②③④。

思考l：怎样用弹簧测力计测量拉力和滑轮对钩码的力?读数时，弹簧测力计是处于向上匀速运动中．还是处于静止状态?

思考2：怎样测量拉力将绳子提升的距离s和重物上升的距离h?

思考3：如果没有刻度尺，测不出s和h的具体值，能否算出机械效率?写出计算机械效率的公式。

思考4：滑轮组的机械效率是否与动滑轮重有关？如何验证？ 6. 进行实验与收集证据

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1

7. 分析与论证：通过实验你得到的结论：

(1)对于同一滑轮组， 。 (2)对于不同的滑轮组提升相同的物体时 。 8. 交流与评估

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有哪些? 说一说提高机械效率的方法是什么。

在该实验中，如果将弹簧测力计向下拉绳，其示数F会 ；η会 ；

如果在弹簧测力计静止时读数，则示数F会 ；η会 。(填变大、变小或不变) 创新与思考

1．小军同学在“测定滑轮组的机械效率”的实验中(装置如图2所示)，记录的数据与处理结果如下表。同学们交流评估时，小军发现他所记录的数据其中一组有错误，设计的表格也存在问题。

(1)请你找出错误数据并将纠正后的数据及结果填写在空格内。 (2)指出设计表格的不妥之处。

(3)在实验过程中，怎样操作才能正确测量出拉力F?

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2．小红在升国旗时，感到向下拉绳子所用的力，要比直接提起国旗所用的力大很多。她想到，升国旗采用的定滑轮机械效率是不是很低呢?她用了一个量程合适的弹簧测力计，测出了定滑轮的机械效率。

(1)小红的实验步骤如下，请你把步骤填写完整。 ①用弹簧测力计测出国旗受到的重力G：

②用弹簧测力计 向下拉动绳子，读出弹簧测力计示数Ｆ。 ③定滑轮的机械效率表达式＝ 。

(2)如果要提高定滑轮的机械效率。你有什么办法?请你说出一条。(国旗质量不允许改变)

3.在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图3所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。

（1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，

然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η= 。 （2）比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η＞、＜或＝）。

（3）实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么？

答： 。

4 .某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

直接将钩码 动力作用点使用滑轮组滑轮组的实验动滑轮 钩码重 钩码上升 动力F动举高做的功 移动距离 动力做的功 机械效率 次数 重G动/N G物/N 高度h物/m /N W有用/J S动/m W总/J η 1 2 3 0.53 1 2 4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.4 0.7 1.1 2 0.3 0.3 0.3 0.21 0.33 0.6 47.6% 60.6% 66.6% 甲

η

乙

（选填：

(1)请你在图4中画出本实验的绕绳方法。

(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功 （填“相同”或“不同”）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的 额外功变 ，滑轮组的机械效率变 。

(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 。（填字母） A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律

(4)由本实验 （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。

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5、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图5所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

(1)写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据? (2)在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计?

(3)分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关?为什么?

(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢?(列举一例)

6、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图6所示的滑轮组分别做了三

次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表： 物体上实验 物重 升的距离次数 G/N h/cm 1 2 3 3 3 3 10 10 10 弹簧测力计的读数F/N 1.6 2 2.5 弹簧测力计上升的距离s/cm 30 30 30 机械 效率η 62.5% 50% （1）这个实验使用的测量工具是 和弹簧测力计。 （2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。 （3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。 （4）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。

参：

一、预习导学：

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4

（1）物重 物重与动滑轮重 绳子段数 （2）物体上升高度 绳子段数 绳子自由端移动的距离 二、自主学习： 有1、提升物体所做的功 拉力所做的功

W

W总2、弹簧测力计 刻度尺 G h F s 3、η＝

GhFS 4、因素1 物重 依据 有用功在总功中占的比例增大 因素2 摩擦 依据 额外功在总功中占的比例增大 因素3 动滑轮重 依据 额外功在总功中占的比例增大 5、（1）动、定滑轮 细绳 弹簧测力计 刻度尺 钩码 （2）实验装置图（如图1）

（3）②竖直匀速 G h F s ④W有用 W总 η

7.（1）提升的物体越重 η越高 （2）G动越重 η越低 8、变小 变大 变小 变小 创新与思考 1．（1）0.25 0.1 75% （2）不需要取平均值 （3）竖直匀速向上拉 2、（1）②竖直匀速 ③G/F （2）减小摩擦力（加润滑油） 3、（1）G/3F （2）＞ （3）改变钩码重，分别测出η，进行比较 4、（1）如图2 （2）相同 大 大 （3）C （4）不能 5、（1）88.9% 2.2 30 （2）竖直匀速向上

（3）物重 W额一定，W有用增大，η增大 （4）动滑轮重 摩擦 6、（1）刻度尺 （2）匀速 （3）40% （4）小

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