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机械效率的测量原理范文1
基本概念
1、压力(F)：垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2、压强(P)：物体单位面积上受到的压力叫压强。
单位：帕斯卡(Pa):1Pa=1N/m2
3、液体压强产生的原因：是由于液体受到重力,具有流动性。
4、测量液体压强的仪器：压强计
通过U形管中液面高度差显示薄膜受到的压强大小
5、根据液体压强公式：
可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量无关。
6、大气压强产生的原因：
空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。
7、证明大气压强存在的实验是：马德堡半球实验。
测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。
8、测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)
9、标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
10、连通器
定义：上端开口，下端连通的容器
原理：连通器里装同一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平
应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
基本公式
1、压强通用公式：P=F/S
2、液体压强计算公式：P=ρgh
基本规律
1、液体压强特点：
①液体对容器底和壁都有压强，
②液体内部向各个方向都有压强;在同一深度，液体向各个方向的压强相等;
③液体的压强随深度增加而增大，
④在深度相同时，液体密度越大，压强越大。
2、增大压强方法:
①S不变，F②F不变，S③同时把F，S
减小压强方法则相反。
3、液体压强主要类型
4、沸点与气压关系：
一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
5、流体压强大小与流速关系：
在流体中流速越大地方，压强越小，
流速越小的地方，压强越大。
6、升力
原理：飞机前进时，由于机翼上下不对称上凸下平，机翼上方空气流速大，压强较小，下
方流速小，压强较大，机翼上下表面存在压强差，这就产生了向上的升力。
1、实验方案
①原理：F浮=F向上-F向下
②器材：溢水杯、小桶、弹簧测力计、
③步骤：
㈠测出物体重力G
㈡测出小桶的重力G0
㈢把物体浸入水中，测出物体完全浸没后测力计示数F和排开水和小桶总重力G1
2、计算物体的浮力进行验证：
物体受到的浮力：F浮=G-F
排开液体重力：G排=G1-G0
基本概念
1、杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
②支点：杠杆绕着转动的点。
③动力：使杠杆转动的力。
④阻力：阻碍杠杆转动的力。
⑤动力臂：从支点到动力作用线的距离。
⑥阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
2、定滑轮
①定义：轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
②原理：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向。
3、动滑轮
①定义：轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。
②原理：动滑轮实质是动力臂(滑轮直径D)为阻力臂(滑轮的半径R)2倍的杠杆。动滑轮省一半力。
4、滑轮组
①定义：由几个滑轮组合在一起使用就叫滑轮组。
②原理：既利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。
③承担物重的绳子有几段，所用拉力为物重的几分之一。
5、机械功(J)
①功的初步概念：力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，
功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
②功的计算：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：功=力×距离
③功的单位：焦耳，简称焦，符号为J。
力的单位是N，距离的单位是m，功的单位就是N·m
6、功率(W)
①功率的概念：单位时间里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。
②功率的计算：公式为功率=功/时间，
③功率的单位：功率的单位是J/s瓦特。简称瓦，符号W。
功的单位是J，时间的单位是s，功率的单位就是J/s。
7、机械效率(η)
①有用功跟总功的比值叫机械效率。公式：η=W有用/W总×100%
②机械效率总是小于1。
③注意机械效率跟功率的区别
机械效率和功率是从不同的方面反映机械性能的物理量，它们之间没有必然的联系。功率大的机器不一定效率高。
8、动能和势能
①动能：物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能。运动物体的速度越大，质量越大，它的动能就越大。
②势能：势能可分为重力势能和弹性势能。
重力势能：物体由于被举高而具有的能量。物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
③机械能：动能和势能统称为机械能。
9、能和势能的转化
动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。
基本公式
1、杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂，F1·L1=F2·L2
2、功的计算：W=Fs
3、功率的计算：P=W/t
4、滑轮组拉的大小：F=G/n
5、滑轮组机械效率：
基本实验
一、测滑轮组的机械效率
1、实验方案
①原理：
②器材：弹簧测力计、刻度尺
③步骤：
㈠使弹簧测力计竖直向上匀速提升重物，测量绳子移动距离s、物体上升高度h
㈡测出拉力F、物体重力G
㈢计算滑轮组的机械效率
2、实验结论
①滑轮组中动滑轮个数越多越省力，但机械效率越低;
②同一机械，提升的重物越多，机械效率越高
③重物提升高度不影响滑轮组的机械效率
基本规律
1、杠杆分类
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆。例如：起子、扳手、撬棍、铡刀等。
②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆。例如：镊子、钓鱼杆，赛艇的船浆等。
③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。例如：天平。
特点：省力杠杆省力，但费距离(动力移动的距离较大)，费力杠杆费力，但省距离。等臂杠杆不省力也不省距离。既省力又省距离的杠杆是不存在的。
2、功的原理
使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理。
3、常见不做功的三种情况：
①有力无距：如搬而未起，推而未动;
②有距无力：如物体在光滑的水平面上做匀速直线运动;
③力距垂直：水平方向运动的物体，由于运动方向与重力方向垂直，故重力不做功。
机械效率的测量原理范文2
关键词：复习课；教学行为；简单机械和功；有效
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）3-0023-4
1 问题的提出
孔子曰：“学而时习之，不亦说乎”，“温故而知新，可以为师矣”。根据德国心理学家艾宾浩斯发现的遗忘规律，复习是一种对所学知识的再认和重现，同时也是对所学内容的巩固和提升。
复习课一般为一个单元或一个知识板块的复习，常采用“梳理知识―学生练习―教师讲解”的教学流程，梳理知识通常是对某个单元知识的简单罗列。通过练习发现问题查漏补缺。
复习课之所以难上，主要原因如下：
1）实验复习过度知识化，缺乏思维和方法的训练。实验复习是物理复习的一个重要方面，也是复习的难点。复习时，如果把实验重新做一遍，既没有必要，也没有时间。教师往往采用口述实验、让学生看书复习实验、练习实验题等方式唤起学生的深层记忆，学生只是对实验的知识进行了回顾，知其然而不知其所以然，思维并没有得到锻炼。
2）知识琐碎，缺乏条理性。复习课的知识点零碎，复习的内容较多，而时间有限，教师常按教材上的顺序采用讲述、提问等方式进行复习，每个知识点都涉及到，但学生对知识之间的逻辑结构却并不了解，不利于知识的系统化、条理化。
3）知识遗忘，错误的前概念依然顽固存在。由于复习阶段距离新课教学的时间较长，学生对所学的知识已经遗忘得差不多了，头脑中一些根深蒂固的、错误的前概念又暴露出来了，如又出现了 “物体的速度越大，惯性越大”，“用力推桌子，桌子没动，是因为推力小于桌子受到的摩擦力”等错误的前概念。
4）学生参与度低，教学方式单一化。复习课主要采用学生练习、教师讲解的教学模式，教学方式单一。由于繁重的课业负担和精神压力，学生比较疲劳，复习课容易走神，课堂参与度低。
这样的复习教学，学生总是跟着教师的思维走，鲜有自己的思考，思维能力并没有得到提高。所以，创新复习教学的模式是很有必要的。下面以“简单机械和功”为例谈谈复习教学。
2 根据课标重组、整合教学内容
复习教学必须熟悉课标和教材内容。如果按照教材的逻辑顺序进行复习，复习模式单一，有些知识出现重复，而且容易引起学生思维上的疲劳，打破原有教材结构，重组、整合教学内容是很有必要的。
《简单机械和功》一章共5节内容，有1个学生实验，5个活动。《义务教育物理课程标准（2011版）》对本章的基本要求是：1.知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。2.知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。3.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。4.了解人类使用机械的历程。了解机械的使用对社会发展的作用。教材的逻辑顺序如图1。
功、简单机械是学习“机械效率”的基础，所以笔者确定先复习“功”和“功率”，再把简单机械的知识点融合到“机械效率”中，具体教学流程图如图2。教学的重点是杠杆和滑轮的机械效率。
3 根据教学内容，确定教学行为
美国心理学家奥苏贝尔说过：“假如我把全部教育心理学归纳为一条原理的话，那么，我一言以蔽之：影响学习的唯一重要的因素，就是学生已经知道了什么，要探明这一点，并据此进行教学。” 复习教学要驱动学生去主动学习，帮助学生对知识有新的理解，提升学生的思维，采用多种感官刺激，有效减少学生的思维疲劳。
3.1 “功”与“功率”的复习，注重情境创设激发兴趣
教师对复习课教学的情境创设往往重视程度不够，复习仅仅是知识的简单堆砌。复习课中，教师创设情境引入复习主题，更容易激起学生对复习课的兴趣。
情境1：用“广西举重选手蒋惠花为中国摘得青奥会首金”的视频引入“功”，让学生分析举重过程分为几个阶段，每一阶段运动员对杠铃的做功情况，并让学生总结做功的必要条件、功的定义、定义式和单位。
教学行为的选择及其依据：功的教学采用了多媒体教学行为和问题行为。通过多媒体教学行为引起学生对本节课的兴趣，同时渗透了爱国主义教育。通过问题行为采用启发诱导的方式让学生回顾知识，使学生对所学知识印象深刻。
情境2：创设“估测上楼时的功率”的活动情境：让某位同学分别从一楼走上和跑上三楼并计时，假设同学的质量是50 kg， 问两次做功是否相同？功率是否相同？怎么计算功和功率？
教学行为的选择及其依据：功率的教学采用了活动行为和问题行为。活动行为让学生很自然地从功过渡到功率，在情境中帮助学生复习功率。
创设合理的教学情境，通过眼、耳、口、手、脑等多种感官刺激，帮助学生回顾功和功率内容的同时能激发学生的学习兴趣，有利于学生主动参与课堂。
3.2 “杠杆”和“机械效率”整合复习，拓展实验锻炼思维
物理概念、规律的得出离不开实验。通过设计实验能培养学生的思维能力，通过观察现象培养学生的观察能力，通过对实验结论的再思考培养学生的质疑能力。但在复习教学中，教师却很少使用实验行为。
“探究杠杆的平衡条件”是本章重要的学生实验。如果在复习时仅仅讲过一遍知识点或按照书上的流程进行实验，对基础好的同学则没有必要，对基础一般的同学则不利于唤起他们对已经遗忘知识的深层记忆。所以，复习时笔者采取了让学生回顾实验过程，请一个学生演示，再结合教师提问的方式拓展实验启发学生思维。
案例1 复习杠杆的定义、五要素、平衡条件，分类并回顾探究杠杆的平衡条件的实验。回顾实验时，让学生说明实验过程，请一个学生演示，教师适当提问。
先给学生足够的钩码，不给弹簧测力计。
学生演示：先把杠杆挂在铁架台上，然后调节杠杆在水平位置平衡。
教师提问：此时为什么要调节杠杆在水平位置平衡呢？
学生演示：在杠杆10 cm的位置挂上3个砝码，在杠杆的另一侧挂上4个砝码，然后调节杠杆在水平位置平衡。（根据演示，学生发现很难调节杠杆在水平位置平衡）
教师出示弹簧测力计：为什么用弹簧测力计就可以让杠杆在水平位置平衡呢？现在我们怎么做这个实验？
学生演示：先保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量，读出弹簧测力计的示数；然后保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，读出弹簧测力计的示数；再保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置，读出弹簧测力计的示数。（让学生记录数据到表格1中）
教师提问：根据数据，得到什么结论？
教师提出问题：但是，有一位同学得到的结论却是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，这个结论是否合理？怎么操作才能验证这个结论不合理？
学生回答：将弹簧测力计斜着向下拉（图3）。
学生演示，教师提问：我们发现这个力比原来怎样了？为什么？
教学行为的选择及其依据：杠杆的教学主要采用了实验教学行为。通过学生演示、说明，教师提问、学生思考复习旧知识，同时进行拓展，锻炼学生的思维。
案例2
教师提出问题：1.用杠杆提升重物（图4），什么是有用功，什么是总功？
2.什么是额外功？
3.三者什么关系？
练习：假设弹簧测力计的示数为0.5 N，钩码的重力为1.0 N，钩码上升的高度为0.1 m，测力计移动的距离为0.3 m，杠杆的机械效率为多少？
教学行为的选择及其依据：杠杆的机械效率并不是本课的重点，在杠杆中通过问题串和例题简单复习杠杆的机械效率，帮助学生回顾机械效率的知识。
3.3 “滑轮”和“机械效率”整合复习，串联问题帮助回忆旧知
问题行为是复习中常用的一种教学行为。定滑轮和动滑轮的工作特点难度不大，没有必要采用实验行为。“再探动滑轮”是建立在“探究动滑轮的工作特点”基础之上的。此时，学生已经有了《功》一节的知识储备，教师采用问题行为帮助学生理清思路复习旧知，学生再进行分组实验，计算机械效率，这样能帮助学生巩固所学内容。
案例3 教师让学生判断图5和图6中的滑轮分别是哪种滑轮，并让学生回忆动滑轮和定滑轮的工作特点。
教师提出问题：要测量图6中动滑轮的机械效率，要测量哪些物理量？用到哪些实验器材？操作过程中要注意什么？怎么设计实验数据记录表格？
学生交流，展示汇报。
教师让学生进行分组实验，测量、记录数据并计算机械效率。
教师引导学生总结实验：在这个实验中，哪个功是有用功？哪个功是总功？哪个功是额外功？如何求出该动滑轮工作时的机械效率？（学生回答、计算）
教师评价：不同组的机械效率不同。动滑轮的机械效率与哪些因素有关？有什么办法能提高动滑轮的机械效率？
教学行为的选择及其依据：该教学片断中主要采用了问题行为、实验指导行为等教学行为，帮助学生唤起定滑轮、动滑轮和机械效率的知识以及相关的实验。
3.4 结束语
“简单机械和功”的复习，教师把重点放在了“杠杆”和“动滑轮的机械效率”上，复习过程以问题行为贯穿教学的始终，还采用了实验行为、多媒体教学行为、活动行为等教学行为，采用多种感官刺激，帮助学生缓解课堂疲劳，集中注意力，锻炼思维，提高复习效果和效率。 参考文献：
机械效率的测量原理范文3
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分．每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）1．学校里的工人师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是 （ ）A．增大阻力臂，减小动力移动的距离B．减小阻力臂，减小动力移动的距离C．增大动力臂，省力D．减小阻力臂，省力2．下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是 （ ）①量筒 ②剪刀 ③烧杯 ④试管夹 ⑤托盘天平 ⑥弹簧测力计A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．④⑤⑥3．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是 （ ） 4．升国旗的旗杆顶上有个重要的装置是 （ ）A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.省力杠杆5．如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物沿竖直方向匀速上升.已知重物上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体重力大小和绳子自由端上升的速度分别为（ ）A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s6．如图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确的是 （ ）A．F甲＞F乙 B． F乙＝F丙 C．F丙＜F丁 D．一样大7．在校运会中，小翔参加了铅球比赛。如果他用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。则下列关于他投球时做功情况的说法中，正确的是： ( )A．做功2000J B．做功500J? C．没有做功? D．条件不足，无法计算8． 一个70kg成人以正常的速度骑30kg自行车受到的阻力为总重力的0.02倍，则人骑车行驶时功率最接近于 （ ）A．1瓦 B．10瓦 C．100瓦 D．1000瓦9．如图所示，杠杆可绕O点转动，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中，力F （ ）A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小10．关于简单机械，下列说法正确的是 ( )A．定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B．使用滑轮组不仅省力而且省功 C．做功越多的机械，其机械效率就越高 D．功率越大的机械，做功就越快 11．下列现象中，力没有对物体做功的是 ( )A．用力将铅球掷出 B．将书包背上楼 C．骑自行车匀速前进 D．人提着水桶在水平路面上行走12．如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆右端下倾的是 ( ) ①将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格；②将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格；③在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；④在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码． A．②③ B．②④ C．①③ D、①④二、填空题（本题共11小题，每空1分，共26分）13．我们用钓鱼竿钓鱼时，钓鱼竿是一种_________的杠杆（选填“省力”或“费力”）14．如图所示，用动滑轮把重为40N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为24N，则拉力为______N．不计摩擦和绳重，动滑轮重为______N，这时该动滑轮的机械效率约为___ ___．15．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为_________千克。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值_________被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。16．如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO=2OB．固定O点，使OB 处于水平位置，此时B 端挂一重为40N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A 端施加F=______N 的力．17．如图，用甲、乙图两种方法提起相同重的物体，则：（1）使用 图的办法省力；机械效率高的是 图的办法。 （2）提高机械效率的方法有：① __________ __ ；②_____________ 。18．举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持 4S，则该运动员前2s的功率是____w，后4S的功率是____w．19．2010年市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从点到落地点的过程中，重心下降的距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W。20．如图所示为润扬大桥。“桥塔为什么要造这么高?”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可_________(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂，从而 ______________(填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。21． 小聪用图10所示的滑轮组将重4 N的物体匀速提高2m，他做的有用功为________J。已知此时滑轮组的机械效率为80%，那么小聪所用拉力为_______N，动滑轮的重力为_______N，若用此装置提升7N的物体，则此时的机械效率_______（“增大”或“减小”或“不变”）。22．如图11所示滑轮组，物M重50N，在力F作用下以0.5m／s速度在水平面上做匀速运动，此时弹簧秤上示数是12N，则物体运动时受到地面摩擦力大小是____N。8s内拉力F所做的功是______J，功率是______w．（不计滑轮重及摩擦因素） 23．如图所示，用1.2N拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体，物体上升0.1m，所用时间为4s。（1）此过程中拉力的功率为______W。（2）将物重由2N不断增大，假设动滑轮始终能正常工作，当达到绳子承受的拉力3N时，此过程中，它的机械效率变化范围是____________。三、解答题（本题共7小题，共50分．解答27、28、29题时应有解题过程）24．（6分）按照题目要求作图： （1）在图甲中画出物体A所受重力的示意图和拉力F所对应的力臂l．（2）用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图乙中画出最省力的绕绳方法．（3）在图丙中，杠杆AB处于平衡状态，请作出力臂L对应的力F的示意图． 图甲 图乙 图丙 25．（7分）小明和小红用图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：（1）小明先把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________(填“平衡”或“不平衡”)状态．为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向_______(“左”或“右”)移动．小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_______________________________、_______ __________。（2）如乙图，用弹簧测力计从M位置移动N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为______________________．（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如下表：动力/N 阻力/N 动力臂/cm 阻力臂/cm4 3 2 6于是他得出了杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，请你对此作出评价：___________________________________________________．26．（13分）某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中(1)他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，钩码，还需_________ (2)该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分物重/N 物体提高的高度/m 弹簧测力计读数/N 绳自由端拉动距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率50 0.15 20 0.45 (3)实验中弹簧测力计应该做__________________运动．(4)同学乙观察并分析了甲的实验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的，请你分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？答：去掉____________________________________；少测两个数据是__________________，__________________．实验中同学们又提出了下列假设． 假设1：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 假设2：滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关 假设3：滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 假设4：滑轮组机械效率高低可能与滑轮组绳子股数有关一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所测数据填入下表．（不填写机械效率）(5)根据实验_________________ (填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提升物重有关．(6) 据实验②和④可知，滑轮组机械效率高低与__________________无关．(7)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 ．(8)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用_______(选填“同一”或“不同”)滑轮组，提升同一重物到_______(选填“相同”或“不同”)的高度去研究．27．（6分）电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱．若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：(1)电动自行车速度的大小；(2) 牵引力所做的功；(3) 牵引力做功的功率．
28．（6分）如图所示是小明同学测动滑轮机械效率的实验装置图，他在2s内做了0.96J的有用功使重物匀速上升了0.4m，不计绳重及摩擦，绳子很结实。请你回答：（1）弹簧测力计匀速向上运动的速度？ （2）该动滑轮的机械效率是多少？（3）该动滑轮的重是多少？
29．（6分）某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1 m2的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料——轻木，其密度为0.2g/cm3．(g=10N/kg)⑴请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实． 甲 乙(2)若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1 m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率．(3)用此滑轮组匀速提升900 N的物体的机械效率．(不计摩擦和绳重)30.如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。 (1)每个滑轮重多少N?(2)绳子能承受的拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N? 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分．每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 D B A A A B D C A D D C二、填空题（本题共11小题，每空1分，共26分）13.费力14.24 8 83%15.0.4 大于 16. 20N 17.乙 甲 增加物重 减小动滑轮重和摩擦力18.1800W 0W19.150J 300W20.增大 减小21.8 2.5 1 增大22.24 96 1223．0.06W 83.3%----93.3%三、解答题（本题共7小题，共50分．解答25、27、29题时应有解题过程）24. 图甲 图乙 图丙 25.(1)平衡 左 便于测量力臂 、排除杠杆重力的影响 (2).大 力臂变小 (3)没有多次测量26.(1)_弹簧测力计_ (2) 7.5 9 83.3 (3)匀速直线 (4)直尺 物体提高的高度 绳自由端拉动距离 (5)①② (6)绳子的股数 (7)低 (8)同一 不同27.（1）5m/s(2)3000J (3)100W 28.（1）0.4m/s（2）75%（3）0.8N29.（1） m=60kg 不真实（2）75W（3）85.7%30.(1) 100N（2）500N（3）800N
机械效率的测量原理范文4
“设计、制作一个由简单机械组成的机械模型”这一实践活动是初中学生第一次接触的研究性学习内容。这节知识跟学生生活密切相关，是从生活走向物理、从物理走向社会的好章节。
本课设计一方面力求体现学生通过知识的学习，会利用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械进行组合，解决生产、生活中的具体问题。
另一方面学生通过本次活动，应学会如何进行物理综合实践活动，即课前准备什么，准备到什么程度，如何进行课堂教学，如何对活动进行评价等。
由于本节课从形式到内容都能很好地体现物理教学的三维目标，所以，笔者以本节课为例，最大程度地激发学生学习物理的兴趣，增强他们学好物理的信心，培养他们学习物理的能力。
2教学目标：
知识与技能：复习、巩固本章的理论知识，了解简单机械杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等在生产、生活中的应用实例。
方法与过程：培养理论与实践相结合的作风，学以致用，会根据杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等的特点，设计、制作一个由简单机械组成的机械模型，获得亲身参与实践的体验和经验。
情感、态度和价值观：通过简单机械组合模型的设计、制作，培养学生的动手能力和创新精神，培养学生的互助合作的团队精神。
3教学重点：
小组合作制作组合机械的模型、对各小组活动进行评价。
4教学难点：
对各小组活动进行评价。
5教学方法：
研究性学习教学法。
6活动设计思路：
教材提供了教学的框架和资源，而课前、课堂活动的组织、安排，内容的逻辑处理却是教师的再创造过程。本节课是本书第一章的结尾，又是初三学生刚刚接触综合实践活动。以培养兴趣为出发点，以锻炼思维和提高能力为根本，以适时地激发学生的创造能力为本教学设计的主旨。
我将本活动分为两个阶段，第一阶段为课外准备活动阶段。主要由学生讨论确定小组设计方案、活动评价内容、制作机械模型及完成小组活动报告。第二阶段为课堂汇报和评价。每一小组结合作品(机械模型)用PowerPoint进行活动汇报。在每一小组汇报结束后有5分钟时间留给其他小组提问，本小组成员负责答疑，然后全班对此小组活动进行评价。
7活动过程：
第一阶段：
活动准备：
（1）设计组装方案
首先将学生分成五个小组，学生展开想像的翅膀，自主设计组装方案，画出组装图。
其次，将各个小组的设计方案在小组内讨论交流，比较优缺点，研究制定一个能体现本组集体智慧的机械模型设计方案。机械模型要有一定的实用价值，设计时要明确它的用途，根据需要合理选择机械，要有提高机械效率的思想。
然后，大家分工找材料，尽量选用日常生活中常见的器具。选取滑轮拉线时，首先要测量拉线所能承受的最大拉力，使其符合设计要求；还要考虑线的光滑程度，以便于工作减小摩擦力，提高效率，但是不能太光滑，否则容易打滑；还要考虑线的粗细、硬度、质量，过粗过硬的线不便于缠绕且容易滑脱，质量大的线会降低效率等。
设计组装方案：(略)
画出组装图：(略)
（2）全班同学讨论，确定评价项目和评分标准
小组活动表现评价表
小组名称：______小组作品名称：______
（3）分组制作机械模型：
①本小组机械模型设计方案为：(略)
②设计表格，测出用该机械模型提起重物所需的拉力和物重之比以及机械效率。
③完成活动报告，准备运用计算机等媒体对机械模型的原理、技术指标等进行说明。
第二阶段：
（1）各组展示工作成果；交流所制作的机械模型的特点、存在问题和需要改进的地方。
（2）根据全班拟定的评价标准，为各组的表现打分。
（3）通过综合实践活动，学生总结本课题的学习体会。
学生作品举例：
第四小组
多功能步兵战车设计方案
将坦克模型改装，滑轮与杠杆使机械符合实际运用。
本机械以电动机为动力，用齿轮转动，使“车轮”转动，“车轮”上绕上细绳，细绳通过并列的定滑轮，连接重物，“车轮”可向前转，亦可向后转，使重物自由上下，此机械的摩擦力应很小，尽量提高机械效率。
多功能步兵战车说明
本机械利用动滑轮可以省力而设计。机械造型美观，是人们提升不能直接用手提的东西时的首选机械。该机械的效率可达到92．9％，可节约能源等等。该机械与车轮相结合，可移动机械的位置，有创新。根据S=hn，本组使用动滑轮可以更省力。但该机械稳定性不够好，有待于改进，可根据机械具体情况来改进。
8教学反思：
（1）此活动引起了学生极大的兴趣，既为学生提供了一个毕业后回忆的话题，也为学生紧张的学习生活带来了乐趣。
（2）本活动除了课后制作的时间外，用了两节课堂教学时间，即活动过程的第一、二阶段。由于此活动学生兴趣高，学生自由发言时间明显不够，所以活动评价比较匆忙。
（3）活动汇报结束后的自由提问和答辩是课堂最为精彩的地方，也是学生学习知识的无限深化和拓展。如果学生每节课都能这样，那么我们的物理课节节都是好课。
机械效率的测量原理范文5
1、小明用身体进行实验时所记录的下列数据中，合理的是( )
A.教室内空气的质量约为100g
B.他潜水时所受水的浮力为5000N
C.他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J
D.他跑100m所需的时间约为8s
2、描述水的有关物理量之间关系的图像如下，其中正确的是( )
3、如图所示的实验现象所揭示的物理原理或规律与对应的技术应用或现象不正确的是( )
4、物理学中用实验研究三个量(或三个量以上)之间的关系时，常采用控制变量法。下列实验设计不是利用控制变量法的是( )
5、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力的是( )
6、下列关于运动的说法正确的是( )
A.以公路旁的树木为参照物，坐在行驶的客车里的乘客是静止的
B.滑雪时，人从高处自由滑下，速度越来越快，是因为重力势能转化为动能
C.扫地时尘土飞扬的原因是分子的无规则运动造成的
D.在原子的核式结构模型中，所有的电子都在同一轨道上绕着原子核运动
7、如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
B.木块第1次受到的拉力较大
C.木块两次的动能一样多
D.两次拉力对木块做的功一样多
8、同学们在以“假如……”为主题的讨论中，下列四种观点正确的是( )
A. 假如失去摩擦力，任何物体都不可能处于静止状态
B. 假如没有了空气，声音就一定不能传播
C. 假如失去了重力，天平就不能再用来测量物体的质量
D. 假如没有了大气压强，地面上的物体都会飘向高空
9、将体积相同的实心木球和实心铁球浸没于水中，放手后木球上浮，铁球下沉，静止时它们所受浮力的大小关系是( )
A. F木=F铁 B. F木F铁 D. 无法确定
10、目前，“低碳”、“绿色”等词语逐渐成为人们日常生活中谈论的热门话题，各级政府对此高度重视，并采取了一系列措施。下列措施不符合“低碳”、“绿色”要求的是( )
A. 大力发展风力发电 B. 倡导多乘公交车，少开私家车
C. 大力发展火力发电 D. 加大对污染企业的减排监管力度
二、填空题(每空1分，共12分)
11、如图所示，重为6N，底面积为0.01m2的圆柱形容器放置在水平桌面上，内装20cm深的水，则水的质量为 Kg，水对容器底的压强为 Pa;水平桌面受到的压强为 Pa。(g取10N/kg)
12、如图所示，小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，操作的错误是 。
13、工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N;若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14、有质量相等的A、B两个物体，已知A的比热容大于B的比热容，当它们吸收相等热量后，A升高的温度 B升高的温度;某汽车散热器中装有5 kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量是 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)]
15、如图所示，火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，是通过________的方式实现的。
16、截至目前，中国第一大地热发电站西藏羊八井地热电站已累计发电超过24亿千瓦时.分析右图，从地下井汽轮机发电机，其能量转化过程是：内能 能 能;
地热能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
三、作图与简答(每小题2分，共6分)
17、“远征号”潜水艇在东海执行完任务后返回到长江某基地，请在图中画出潜水艇加速上浮过程中所受重力和浮力的示意图。
18、如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动，请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂l.
19、请用物理学的术语解释，为什么要对通过公路桥梁
的机动车的载重总质量和速度进行限制 ( 分别答出一条即可 ) 。
四、实验与探究(20题6分，21题6分，22题4分，23题6分，共22分)
20、五一节，教物理的王老师在解放牌百货店买了一个金灿灿的实心饰品，同学们特别想知道这个饰品是否是纯金的(ρ金=19.3×103kg/m3)。他们选用托盘天平、量筒、细线、烧杯和水等，进行了如下的实验操作：
A.把托盘天平放在水平桌面上;
B.把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母，使横梁在水平位置平衡;
C.将饰品用细线系好后慢慢地放入量筒中，并记下水和饰品的总体积
D.在量筒中倒入适量的水，并记下水的体积;
E.将饰品放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡。
请你帮组同学们回答下面五个问题：
(1)正确的实验操作顺序是：A、B (余下步骤请用字母序号填出);
(2)在调节平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的左侧，如图甲所示。此时应将平衡螺母向 端调节(选填“左或右”)，直到指着指向分度盘的中央。
(3)用调好的天平称量饰品的质量，当天平再次平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图乙所示，则饰品的质量是 g;用细线拴好饰品放入装有适量水的量筒中，如图丙所示，则饰品的体积是 cm3;
(4)通过计算可知饰品的密度为 g/cm3，由此可以确定饰品不是纯金的;
(5)适量的水”的含义是 。
21、为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，小华在斜面上每次都匀速拉动物块，实验数据记录如下：
实验次数
斜面倾角θ
物重G/N
物块上升高度h/m
拉力F/N
移动距离S/m
机械效率η
1
300
5.0
0.25
3.4
0.50
73.5％
2
400
5.0
0.35
4.2
0.50
83.8％
3
500
10.0
0.35
8.4
0.50
(1)根据表中数据可求出第3次实验的有用功是______J，总功是______J，机械效率为_____。
(2)分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越______，斜面的机械效率越______，斜面的机械效率与物重_______ (填“有关”或“无关”)。
22、如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察 的大小，来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系。需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是 。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s) 表二(钢球质量为m：100g)
序号
钢球撞击速度 v／cm.s-1
木块滑行距离s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
序号
钢球质量m/g
木块滑行距离s／cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
分析这两组数据可以得出： 对物体的动能影响较大，依据是 。
23、同学们在做“比较水和沙子的吸热能力”实验的场景如图所示，他们说该实验有两种探究方法。
(1)实验方法一的设计如图中所示：
①在实验中，加热相同的时间目的是 ;
②请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足。
(2)请你设计出第二种实验方法：
①写出该实验方法所需要的测量仪器 ;
②请写出设计思路。
五、计算题(每小题5分，共10分)
24、小汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，某型号小汽车以72km/h的速度匀速行驶时，小汽车牵引力的功率是70kw。
求：(1)小汽车匀速行驶1000m牵引力做的功是多少焦?
(2)小汽车以该速度匀速行驶时牵引力是多大?
(3)观察小汽车的外形(如图所示)，判断小汽车在水平路面高速行驶与静止时，对地面的压力哪个大?为什么?
25、用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg/m3，底面积是0.3m3，重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N/kg)
求：(1)物体A对水平地面的压强是多少?
(2)物体A的体积是多大?
(3)若该装置的机械效率为80%，物体A在水平方向上受到的阻力是多少
一、选择题(每小题2分，共30分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
A
D
C
B
A
C
B
C
二、填空题(每空1分，共12分)
11、2 ;2×103; 2600;12、拉力不在水平方向; 13、125;变大;
14、小于;4.2×105 15、做功; 16、机械; 电 ;不可再生。
三、作图与简答(每小题2分，共6分)
17、 18、
19、机动车的质量越大，速度越大时，动能就越大，且质量越大时，车的惯性越大，使刹车困难，易造成交通事故的发生，加强交通事故的严重性;同时质量越大，对桥面的压力越大，对桥面的压强就越大，容易对桥面造成破坏。 ( 说得有理即可 )
四、实验与探究(20题6分，21题6分，22题4分，23题6分，共22分)
20、(1)EDC(1分) (2)右(1分) (3)182.6g(1分);10cm3(1分) (4)1.862g/cm3(1分) (5)适量的水是指水要浸没饰品且饰品放入后不能超过量程(1分)。
21、(1)3.5(1分);4.2(1分);83. 3%(1分) (2)大(1分);高(或大)(1分);无关(1分)。
22、(1)木块滑行的距离(1分);(2)让小球从同一高度自由滚下(1分);(3)速度(1分);质量增加一倍，动能增加为原来的两倍.速度增加一倍，动能增加为原来的四倍或质量和速度增加相同的倍数，速度对动能大小的变化影响较大(1分)。
23、(1)1使水和沙子吸收相等的热量(1分) 2错误是：没有控制水和沙子质量相等、初温相同(1分)不足是：没有测量水和沙子温度的仪器(1分)
(2)1天平 温度计 (秒表)(每项1分，计2分) 2在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热至相同的末温，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力。(在两个相同的金属盒内，加入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热至相同的末温，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力)(1分)
五、计算题(每小题5分，共10分)
机械效率的测量原理范文6
一、热点扫描
1. 杠杆处于静止状态或匀速转动的状态时,我们就说杠杆处于平衡状态,杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即
F1l1=F2l2,■=■.
当l1>l2时,F1
当l1F2,这样的杠杆是费力杠杆,但省距离.
当l1=l2时,F1=F2,这样的杠杆既不省力也不费力,称为等臂杠杆.天平就是一种等臂杠杆.
2. 定滑轮实质上是一个等臂杠杆.使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向.动滑轮的轴跟物体一起移动,它实质上是一个动力臂等于阻力臂两倍的杠杆.使用动滑轮可以省一半力,但不能改变力的方向.
定滑轮和动滑轮组合在一起叫做滑轮组,使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向.使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一,即动力F=■,其中G为重物和滑轮的总重,n为承担总重的绳子段数(即与动滑轮连接的绳子段数).使用滑轮组时,如果物体上升的高度为h,则绳子的自由端移动s=nh.
3. 物体受到一个力的作用,并且沿力的方向通过了一段距离,我们就说力对物体做了功.公式为W=Fs.
做功有两个必要的因素:一个是有力作用在物体上;另一个是物体在力的方向上通过一段距离.
考虑做功问题时,要分析三个方面:物体是否受到力的作用;物体是否发生移动;物体移动方向与力作用方向是否垂直.
4.物体在单位时间内做作的功叫做功率.公式为P=■.功率反映的是做功的快慢.功率大并不一定就说明做功多,这还取决于做功时间的长短.
5. 在应用P=Fv时,如果物体是在大小和方向不变的力的作用下,速度是变化的,可用P=Fv,此时求出的是对应于某一时刻速度v的功率,通常称为即时功率,若物体是做变速直线运动,则可以求出平均速度■,再利用■=F■求出对于这段距离(或时间)的平均功率.
由公式P=Fv可知,当汽车发动机功率保持不变时,它的牵引力与速度成反比,这也是一切机械的基本规律.因此当牵引力较大时,速度相应减小.汽车、拖拉机等动力车辆爬坡和耕田时,需要的牵引力较大,因而速度相应减小.
6. 使用任何机械时,人们所做的功等于不用机械直接用手所做的功,这个结论叫作功的原理.它的另一种表述是使用任何机械都不省功.它是任何机械都遵循的基本原理.
7. 在使用机械时对人们有用的功叫做有用功.在使用机械时对人们没有用但是人们又不得不完成的功叫做额外功,也叫无用功.有用功与额外功的总和叫作总功.
W总=W有+W额或P总=P有+P额.
有用功与总功的比值叫做机械效率,通常用百分比来表示,
公式为η=■×100%=■×100%.
机械效率是表示机械性能的一个物理量,在实际生活中η
若两个机械组合使用,机械1的有用功是机械2的总功,机械2的有用功是整个机械工作过程中的有用功,机械1的总功是整个机械使用过程中的总功.
η=■=■×■=η1・η2 .
8. 物体由于运动而具有的能叫做动能.物体的速度越大,质量越大,动能就越大.物体由于被举高而具有的能叫做重力势能.物体被举得越高,质量越大,重力势能就越大.物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能.物体的弹性越强,形变越大,弹性势能越大.
动能和势能统称为机械能.物体的势能和动能是可以相互转化的,如果没有摩擦等阻力,那么在势能和动能的相互转化中,机械能的总量保持不变.
二、典题讲析
例1杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用.如图5-1所示,护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图中可知它的支点在点(选填“A”“B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个杠杆(选填“省力”或“费力”),并在图中标出动力臂.
讲析判断杠杆种类,依据是比较动力臂和阻力臂的大小.
支点应在C点,是省力杠杆,动力臂见图5-2.
解答C省力杠杆
例2如图5-3所示,学生做“研究杠杆平衡条件”的实验:(杠杆每格长5cm,钩码每个50g)
(1)实验前,发现杠杆左端低、右端高,这时应将杠杆两端螺母向端移动,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是.
(2)实验时,B处挂有4个钩码,则应在处挂2个钩码,才能使杠杆能在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡,目的是.
(3)将杠杆左右两边的钩码分别向外移动一格,则杠杆边将会下降;将杠杆两边的钩码下各加上2个钩码,则杠杆边将会上翘.
(4)若用弹簧测力计拉住E处时能使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的最小示数为N,弹簧测力计拉力方向应.若将弹簧测力计倾斜,则拉力大小将变,若在B处再加两个钩码,则拉力大小与力臂的乘积将增大N・m.
讲析(1)杠杆两端螺母移动的方法和托盘天平螺母移动的方法相同.
(2)两次使杠杆在水平位置平衡,目的不同.
(3)杠杆不能平衡时,其转动方向不是沿力大的方向,而是沿力和力臂的乘积大的那个力的方向.
(4)根据杠杆平衡条件,拉力大小与力臂的乘积的增大量等于阻力与阻力臂的乘积的增大量.
解答(1)右,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.(2)d,使力臂在杠杆上,便于直接测量.(3)右,右.(4)1.176,竖直向上,大,0.098.
例3如图5-4所示,在杠杆上另外再施加一个最小力,使杠杆在图示位置平衡,作出该最小力的示意图.
讲析力和力臂的乘积保持不变,要使动力最小,就必须动力臂最大.
作最小力示意图方法:在杠杆上找离支点最远的点,作支点和该点的连线,该连线的垂线方向即动力作用线方向.
注意:动力作用线方向不要搞反了,根据阻力作用效果确定动力方向,标注直角符号.
解答见图5-5.
例4(1)甲、乙两个学生用2m长的轻质扁担抬一筐土,这筐土重300N,将筐放在扁担中间时,两人各承担N;若甲将筐朝自己一侧移动0.5m,此时甲肩负N.
(2)某人用一根轻质竹竿将一个包裹挑在肩上,若他将包裹向靠近肩膀的方向移动,则他施加在竹竿上的动力,他的肩膀承受的压力.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
讲析两人抬扁担,扁担可视为杠杆,不过支点不确定,两人肩膀处、筐绳所在处都可以分别视为支点,因此,求两人承担的力,可以有多种方法.另外,两人所用力之和应等于物重.
一人挑担,扁担亦视为杠杆,可将人肩膀处视为支点,肩膀所承受压力应等于物重和手对杠杆压力之和.
解答(1)150,225(2)变小,变小.
例5一条绳子只能承受3000N的拉力,你怎样组装滑轮组才能把重为104N的物体拉起来?要求所用滑轮数最少.(滑轮重及绳重、摩擦均不计)
讲析利用F=G/n,求出绳子股数n,注意最后结果除不尽时,采用进一法;若n为偶数,则动滑轮数是n/2,若n为奇数,则动滑轮数是(n-1)/2;
绳子绕法判断:
方法一:若n比滑轮总数多1,则拉力方向向上;若n与滑轮总数相同,则拉力方向向下,这样就可以从绳子自由端开始,由外向里绕;
方法二:确定绳头在定滑轮上还是动滑轮上,若n为奇数,则绳头在动滑轮上;若n为偶数,则绳头在定滑轮上(奇动偶定),这样就可以从绳头开始,由里向外绕.
解答滑轮组绳子股数为4,因为要求滑轮数最少,所以采用一个定滑轮,两个动滑轮,拉力方向向上,如图5-6所示.(请你试用两种方法绕线)
例6下列功率值与实际最接近的是().
A.中考体能考试中,某同学跳绳时的功率为500W
B.某同学登楼时的功率为150W
C.某同学做俯卧撑时的功率为200W
D.某同学做引体向上时的功率为120W
讲析注意这不是凭空乱猜,而是对力、距离、时间三者的估测,然后用公式进行计算.
跳绳时一般1min内跳150次,每次跳起高度为6cm,以人体重为500N计,可得功率约75W左右;正常登楼时一般登三楼(6m)用时间为20s,则功率为150W左右.
俯卧撑时人用力一般为300N,人上升的距离约为40cm,以1min完成30个计,功率为60W左右;引体向上时,人上升的距离约为40cm,以1min完成10个计,功率为30W左右.
解答本题应选B.
例7用如图5-7所示的滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦),问:
(1)当物重为180N时,滑轮组的机械效率为60%,求绳端拉力为多少?
(2)当提升240N重物上升3m时,绳端拉力所做的功为多少?
(3)如果绳子能承受的最大拉力为700N,人体重为600N,则利用此滑轮组能提升的最大物重是多少?
讲析(1)此小题中没有给出距离,所以无法分步求解,应从机械效率的计算公式入手,进行推导:
η=■×100%=■×100%=■×100%.
(2)此小题的关键是不能利用刚才的机械效率,同一个滑轮组,当物重改变时,其机械效率也发生改变.所以必须先利用第一小题中的数据求出动滑轮重,再利用动滑轮重求出现在的拉力大小.
求动滑轮重有两种方法,一种是F=(G+G动)/n,另一种是η=■×100%=■×100%.
还可以在动滑轮重求出后,求有用功和额外功,进而求到拉力做功,即总功.在这里,因为绳重和摩擦不计,所以克服动滑轮重做的功即额外功.
(3)绳子能承受的最大拉力虽然为700N,但因为是向下拉,所以人施加的拉力最大不会超过人的重力,否则人将加速向上运动了.所以绳的最大拉力等于人重力600N.代入相关数据,可得结果.
解答(1)75N(2)1080J(3)2280N
例8在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,所用的装置如图5-8所示.
(1)该实验的原理是.
(2)安装好实验器材后,记下钩码和弹簧测力计的线端原先的位置,然后向上提起弹簧测力计,读出的大小,并测出钩码和线端上移的距离.
(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m,钩码重1.5N,其他被测和计算的数据如下表:
上表中肯定错误的数据是和,表中空白处为.
(4)某同学猜想滑轮组的机械效率可能与和(至少写出三个)等因素有关,请选择其中一个因素,写出其下面一个步骤:选择因素,步骤.
解答(1)η=■×100%.(2)匀速竖直,拉力.(3)0.4,0.24,83.3%.
(4)物重、绳重和动滑轮重、机械摩擦、物体上升的速度大小、物体上升是否匀速等,因素及步骤略.
例9如图5-9所示是一种蹦极游戏.游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下.图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是游戏者所到达的最低点.对于游戏者离开跳台至最低点的过程,下列说法正确的是().
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C.游戏者通过a点之后,动能越来越小
D.游戏者到c点时,他的动能为零
讲析人从高处落至a点的过程中,重力势能转化为动能,速度增大;
从a点向下,弹性绳开始对人有向上的拉力,绳越长,拉力越大,在拉力小于人的重力时,重力势能转化为人的动能和绳子的弹性势能,人继续加速,当拉力等于人的重力时,速度达到最大值.
从速度最大处继续向下,绳子拉力大于人重力,合力向上,人开始减速,重力势能和动能都转化为绳子的弹性势能,到最低点c时,人的速度为零,动能为零,重力势能最小,绳子的弹性势能最大.
解答本题应选D.
例10在探究“物体的动能与哪些因素有关”时,李强同学猜想物体的动能与物体的质量及物体运动的速度有关,于是他采用运动的钢球推动纸盒在水平木板上运动,通过比较纸盒被推动的距离来比较物体动能的大小的方法进行验证,如图5-10所示.
(1)李强这样做的依据是.
(2)请根据你的实验设计填写下表.
讲析此实验中主要运用了两种实验方法:转换法、控制变量法.
解答(1)物体做功越多,它具有的能量越大.(2)能,不能,应在平面上加一个斜面,让小球从斜面上滚下,让质量不等的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,质量大的钢球推动纸盒远.
三、创新题选
1. (1)如图5-11所示,杠杆OA在F1、F2两个力作用下平衡,图中已画出了杠杆A端受的力F1.如果虚线OO1是力F2的力臂,请在杠杆上标出F2的作用点B,并画出力F2的示意图.
(2)如图5-12所示,O为杠杆AOBC的支点,OA=BC,试在A点作出使杠杆在如图位置平衡时的最小力.
(3)仅有两个轻质滑轮和几段细绳,你能设计一个装置,利用它可以用10N的拉力提起重40N的重物吗?(绳重和摩擦不计)请在上面方框内画出装置图.
2. 如图5-13所示,一轻质杠杆的B端挂一质量为10kg的物体,A端用一细绳将杠杆系于地上,细绳与杠杆间的夹角为30°,OA=1m,OB=0.4m,此时杠杆在水平位置平衡.现在O点放一质量为5kg的物体,用F=10N的水平拉力使物体以0.1m/s的速度向左匀速滑动(g取10N/kg).求:
(1)当物体在O点时,细绳AC拉力多大?
(2)物体运动到距O点多远的地方,细绳AC的拉力恰好为零?
(3)在物体移动的过程中F做的功及功率是多少?
3. 如图5-14所示,用动滑轮和桶组成的装置来提水,已知滑轮重4N,桶重6N,桶中水重90N,现将这桶水在8s内匀速提升6m(不计绳重和摩擦).求:
(1)拉力F做的有用功;(2)拉力F做功的功率;(3)该装置的机械效率.
4. 如图5-15,沿着长1000m、高250m的斜坡,将一辆重6×103N的矿车以2m/s的速度由坡底匀速拉到坡顶,如果拉力是2×103N,求:
(1)拉力做的有用功;(2)拉力做功的功率;(3)利用此斜面做功的机械效率;(4)忽略绳重等因素,求斜面对矿车的摩擦力.
5. 60m的高度、240s,侯斌用双手完成“攀登”,感动全世界!在2008年北京残奥会开幕式上,在最激动人心的点火环节,三届残奥会冠军侯斌以一种最为震撼人心的方式,独自手拉绳索攀升到主火炬台,并点燃了残奥会主火炬.侯斌用如图5-16所示的滑轮组提升自己和轮椅,若人、轮椅等总重为1100N,侯斌匀速拉绳的速度为1m/s,摩擦及绳重不计,绳端拉力为300N.求:
(1)侯斌采用的滑轮组中,动滑轮有
个,定滑轮个.
(2)动滑轮有多重?
(3)该滑轮组的机械效率多大?
6. (1)骑自行车的人,在上坡前往往要加紧蹬几下脚踏板,这是为了;
(2)汽车上坡时会减速,这是为了
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(3)如图5-17所示为一乒乓球在水平地面上弹跳时产生轨迹的一部分,你能从该图中看出哪些信息?
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7. 小秤大用:现有一把质量分布均匀的米尺、一个最大称量为10N的弹簧测力计和若干细线.请使用它们准确测定质量大约为3~4kg物体的质量,要求用示意图表示你所用的方法,并加以简要说明.
8. 大家都有过玩弹弓的经历,它能把“纸弹”弹出去.弹弓弹射的距离究竟与哪些因素有关?
(1)你的猜想是;
(2)写出能验证你的猜想的实验方案:
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(3)评估交流
若琦同学猜想“弹弓弹射的距离与纸弹的质量大小有关”并进行了如下实验:
①用弹弓斜向上弹出质量较小的纸弹,测出弹射距离s1;
②用弹弓斜向上弹出质量较大的纸弹,测出弹射距离s2;
③用弹弓斜向上弹出质量最大的纸弹,测出弹射距离s3;
④比较s1、s2、s3的大小就能得出弹弓弹射的距离是否与纸弹质量大小有关.
请你对该同学的实验方案进行评估:
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第五讲“创新题选”参考答案
1.(1)见图5-18.
(2)见图5-19.
(3)见图5-20.
2.(1)80N(2)0.8m(3)8J1W.
3.(1)540J(2)75W(3)90%.
4.(1)1.5×106J(2)4×103W
4.(3)75%(4)500N.
5.(1)12(2)100N(3)91.7%.
6.略
