滑轮和斜面的机械效率专题+经典习题

滑轮和斜面的机械效率

一、探究影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组的机械效率（不计摩擦）

物

轮

轮

物

物

轮

物

物

额外

有用

有用

总

有用

G

G

G

G

G

h

G

h

G

h

G

W

W

W

W

W

+

=

+

=

+

=

+

=

=

1

1

η

因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关：

（1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多；

（2）物体越重，滑轮组的机械效率越高，可以理解为做的有用功多，机械效率越高

例1．（2010安顺）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图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)

例题2．（09黔东南州）在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图9是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。

(1）由表中数据可计算出，滑

轮组对钩码做的有用功为

0.1J，人做的总功为______J。

(2）对以上两个计算结果进行

比较，其不合理之处是

______________；结合弹簧测

力计放大图，可知小强的错误

是_____________________。

(3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为______________。

例题3．(2010济宁)某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实

验数据如下表。若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与

________________________________________有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与物理量次数 1 2 3

钩码重G/N 4 4 6

钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1

绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η

74%

57%

83%

二、、探究影响斜面机械效率的因素

使用斜面时，对物体所做的功为有用功，拉力所做的功为总功，克服斜面摩擦力所做的功为额外功。 （1）有用功：Gh W =有用； 总功：FL W =总； 额外功：fL W =额外

（2）因为斜面摩擦力大小与斜面倾斜程度有关，斜面倾斜角度越大，物体对斜面的压力越小，物体所受到的摩擦力越小，额外功越小。因此可以认为斜面倾斜程度越大，机械效率越高。 例题4．（2010汕头）小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想： ①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； ②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关； ③斜面的机械效率与斜面的长度有关； ④斜面的机械效率与物体的重力有关。

给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题： （1）你选择的猜想是_______________________（填写序号） （2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两种）

（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：

①_______________________；②_______________________；③_______________________ 例题5．（2010武汉）下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。

实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：

⑴小明探究的是斜面的机械效率跟________________的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为________________，物块和斜面的内能增加了约________J 。

⑵分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越________。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持________________不变。 8．（2010泸州）在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F 拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所示。多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题：

斜面倾斜度 小车重G/N 斜面高h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长S/m 有用功W 有/J 总功W 总/J 斜面机械效率

较缓 10 0.1 3 1 1 3 33.3% 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50%

最陡

10

0.4

1

6

（1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为_____________N ；做的有用功为____________J ；斜面的机械效率为_______%。 （2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越______。 （3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是：_____________________ 9．（2010大连）在探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度的关系”实验中，所用的实验器材有：支架，带有滑轮的长木板（滑轮与木板之间的距离是可调的），带挂钩的木块，弹簧测力计，棉布，毛巾，刻度尺，细线。实验装置如图所示。

（1）用带有滑轮的长木板做实验有什么好处？____________________（只答出一条即可）

（2）测拉力时，要在木块__________时读数。 （3）测得的实验数据如表一。 （表一）

实验次数 斜面倾斜程度 接触面 木块重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长S/m 机械效率η 1 最陡 木块与木板 5.0 0.20 4.5 0.30 74.1% 2 较陡 木块与木板 5.0 0.20 3.8 0.40 65.8% 3 较缓 木块与木板 5.0 0.20 3.4 0.50 58.9% 4 较缓 木块与棉布 5.0 0.20 4.0 0.50 5

较缓

木块与毛巾

5.0

0.20

4.8

0.50

41.7%

①第4次实验测得的机械效率η=__________。

②第3、4、5三次实验，是探究斜面的机械效率与____________________的关系。 ③根据第1、2、3三次实验的信息，可得出的结论是：______________________________。 （2011年•山东德州卷）在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组分别做了三次实验，如图所示。实验数据记录如下：

钩码重力G /S 钩码上升的距离h /cm 弹簧测力计的读数F /N 弹簧测力计上升的距离s /cm

机械效率 5

5

2.4

20

52.1%

实验 次数 斜面的 倾斜程度 物块重量 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效

率

1 较缓 10 0.1 5.0 1

2 较陡 10 0.

3 6.7 1 45％

3 最陡 10 0.5 8.

4 1 60％