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機械效率的測量原理范文1
基本概念
1、壓力(F)：垂直作用在物體表面上的力叫壓力。
2、壓強(P)：物體單位面積上受到的壓力叫壓強。
單位：帕斯卡(Pa):1Pa=1N/m2
3、液體壓強產生的原因：是由于液體受到重力,具有流動性。
4、測量液體壓強的儀器：壓強計
通過U形管中液面高度差顯示薄膜受到的壓強大小
5、根據液體壓強公式：
可得，液體的壓強與液體的密度和深度有關，而與液體的體積和質量無關。
6、大氣壓強產生的原因：
空氣受到重力作用而產生的，大氣壓強隨高度的增大而減小。
7、證明大氣壓強存在的實驗是：馬德堡半球實驗。
測定大氣壓強值的實驗是：托里拆利實驗。
8、測定大氣壓的儀器是：氣壓計，常見氣壓計有水銀氣壓計和無液氣壓計(金屬盒氣壓計)
9、標準大氣壓=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
10、連通器
定義：上端開口，下端連通的容器
原理：連通器里裝同一種液體且液體不流動時，各容器的液面保持相平
應用：茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等
基本公式
1、壓強通用公式：P=F/S
2、液體壓強計算公式：P=ρgh
基本規律
1、液體壓強特點：
①液體對容器底和壁都有壓強，
②液體內部向各個方向都有壓強;在同一深度，液體向各個方向的壓強相等;
③液體的壓強隨深度增加而增大，
④在深度相同時，液體密度越大，壓強越大。
2、增大壓強方法:
①S不變，F②F不變，S③同時把F，S
減小壓強方法則相反。
3、液體壓強主要類型
4、沸點與氣壓關系：
一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。
5、流體壓強大小與流速關系：
在流體中流速越大地方，壓強越小，
流速越小的地方，壓強越大。
6、升力
原理：飛機前進時，由于機翼上下不對稱上凸下平，機翼上方空氣流速大，壓強較小，下
方流速小，壓強較大，機翼上下表面存在壓強差，這就產生了向上的升力。
1、實驗方案
①原理：F浮=F向上-F向下
②器材：溢水杯、小桶、彈簧測力計、
③步驟：
㈠測出物體重力G
㈡測出小桶的重力G0
㈢把物體浸入水中，測出物體完全浸沒后測力計示數F和排開水和小桶總重力G1
2、計算物體的浮力進行驗證：
物體受到的浮力：F浮=G-F
排開液體重力：G排=G1-G0
基本概念
1、杠桿
①定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是杠桿。
②支點：杠桿繞著轉動的點。
③動力：使杠桿轉動的力。
④阻力：阻礙杠桿轉動的力。
⑤動力臂：從支點到動力作用線的距離。
⑥阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。
2、定滑輪
①定義：軸固定不動的滑輪叫定滑輪。
②原理：定滑輪實質是等臂杠桿，不省力，但能改變力的方向。
3、動滑輪
①定義：軸可以隨物體一起移動的滑輪叫動滑輪。
②原理：動滑輪實質是動力臂(滑輪直徑D)為阻力臂(滑輪的半徑R)2倍的杠桿。動滑輪省一半力。
4、滑輪組
①定義：由幾個滑輪組合在一起使用就叫滑輪組。
②原理：既利用了動滑輪省一半力又利用了定滑輪改變動力的方向。
③承擔物重的繩子有幾段，所用拉力為物重的幾分之一。
5、機械功(J)
①功的初步概念：力作用在物體上，物體在這個力的作用下通過了一段距離，
功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。
②功的計算：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：功=力×距離
③功的單位：焦耳，簡稱焦，符號為J。
力的單位是N，距離的單位是m，功的單位就是N·m
6、功率(W)
①功率的概念：單位時間里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。
②功率的計算：公式為功率=功/時間，
③功率的單位：功率的單位是J/s瓦特。簡稱瓦，符號W。
功的單位是J，時間的單位是s，功率的單位就是J/s。
7、機械效率(η)
①有用功跟總功的比值叫機械效率。公式：η=W有用/W總×100%
②機械效率總是小于1。
③注意機械效率跟功率的區別
機械效率和功率是從不同的方面反映機械性能的物理量，它們之間沒有必然的聯系。功率大的機器不一定效率高。
8、動能和勢能
①動能：物體由于運動而具有的能量。一切運動的物體都具有動能。運動物體的速度越大，質量越大，它的動能就越大。
②勢能：勢能可分為重力勢能和彈性勢能。
重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量。物體的質量越大，舉得越高，它具有的重力勢能就越大。
彈性勢能：物體由于發生彈性形變而具有的能量。物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。
③機械能：動能和勢能統稱為機械能。
9、能和勢能的轉化
動能可以轉化為勢能，勢能也可以轉化為動能。
基本公式
1、杠桿的平衡條件：
動力×動力臂=阻力×阻力臂，F1·L1=F2·L2
2、功的計算：W=Fs
3、功率的計算：P=W/t
4、滑輪組拉的大?。篎=G/n
5、滑輪組機械效率：
基本實驗
一、測滑輪組的機械效率
1、實驗方案
①原理：
②器材：彈簧測力計、刻度尺
③步驟：
㈠使彈簧測力計豎直向上勻速提升重物，測量繩子移動距離s、物體上升高度h
㈡測出拉力F、物體重力G
㈢計算滑輪組的機械效率
2、實驗結論
①滑輪組中動滑輪個數越多越省力，但機械效率越低;
②同一機械，提升的重物越多，機械效率越高
③重物提升高度不影響滑輪組的機械效率
基本規律
1、杠桿分類
①省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿。例如：起子、扳手、撬棍、鍘刀等。
②費力杠桿：動力臂小于阻力臂的杠桿。例如：鑷子、釣魚桿，賽艇的船漿等。
③等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿。例如：天平。
特點：省力杠桿省力，但費距離(動力移動的距離較大)，費力杠桿費力，但省距離。等臂杠桿不省力也不省距離。既省力又省距離的杠桿是不存在的。
2、功的原理
使用機械時，人們所做的功都等于不用機械而直接用手所做的功，也就是使用任何機械都不省功。這個結論叫做功的原理。
3、常見不做功的三種情況：
①有力無距：如搬而未起，推而未動;
②有距無力：如物體在光滑的水平面上做勻速直線運動;
③力距垂直：水平方向運動的物體，由于運動方向與重力方向垂直，故重力不做功。
機械效率的測量原理范文2
關鍵詞：復習課；教學行為；簡單機械和功；有效
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）3-0023-4
1 問題的提出
孔子曰：“學而時習之，不亦說乎”，“溫故而知新，可以為師矣”。根據德國心理學家艾賓浩斯發現的遺忘規律，復習是一種對所學知識的再認和重現，同時也是對所學內容的鞏固和提升。
復習課一般為一個單元或一個知識板塊的復習，常采用“梳理知識―學生練習―教師講解”的教學流程，梳理知識通常是對某個單元知識的簡單羅列。通過練習發現問題查漏補缺。
復習課之所以難上，主要原因如下：
1）實驗復習過度知識化，缺乏思維和方法的訓練。實驗復習是物理復習的一個重要方面，也是復習的難點。復習時，如果把實驗重新做一遍，既沒有必要，也沒有時間。教師往往采用口述實驗、讓學生看書復習實驗、練習實驗題等方式喚起學生的深層記憶，學生只是對實驗的知識進行了回顧，知其然而不知其所以然，思維并沒有得到鍛煉。
2）知識瑣碎，缺乏條理性。復習課的知識點零碎，復習的內容較多，而時間有限，教師常按教材上的順序采用講述、提問等方式進行復習，每個知識點都涉及到，但學生對知識之間的邏輯結構卻并不了解，不利于知識的系統化、條理化。
3）知識遺忘，錯誤的前概念依然頑固存在。由于復習階段距離新課教學的時間較長，學生對所學的知識已經遺忘得差不多了，頭腦中一些根深蒂固的、錯誤的前概念又暴露出來了，如又出現了 “物體的速度越大，慣性越大”，“用力推桌子，桌子沒動，是因為推力小于桌子受到的摩擦力”等錯誤的前概念。
4）學生參與度低，教學方式單一化。復習課主要采用學生練習、教師講解的教學模式，教學方式單一。由于繁重的課業負擔和精神壓力，學生比較疲勞，復習課容易走神，課堂參與度低。
這樣的復習教學，學生總是跟著教師的思維走，鮮有自己的思考，思維能力并沒有得到提高。所以，創新復習教學的模式是很有必要的。下面以“簡單機械和功”為例談談復習教學。
2 根據課標重組、整合教學內容
復習教學必須熟悉課標和教材內容。如果按照教材的邏輯順序進行復習，復習模式單一，有些知識出現重復，而且容易引起學生思維上的疲勞，打破原有教材結構，重組、整合教學內容是很有必要的。
《簡單機械和功》一章共5節內容，有1個學生實驗，5個活動?！读x務教育物理課程標準（2011版）》對本章的基本要求是：1.知道簡單機械。通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件。2.知道機械功和功率。用生活中的實例說明機械功和功率的含義。3.知道機械效率。了解提高機械效率的途徑和意義。4.了解人類使用機械的歷程。了解機械的使用對社會發展的作用。教材的邏輯順序如圖1。
功、簡單機械是學習“機械效率”的基礎，所以筆者確定先復習“功”和“功率”，再把簡單機械的知識點融合到“機械效率”中，具體教學流程圖如圖2。教學的重點是杠桿和滑輪的機械效率。
3 根據教學內容，確定教學行為
美國心理學家奧蘇貝爾說過：“假如我把全部教育心理學歸納為一條原理的話，那么，我一言以蔽之：影響學習的唯一重要的因素，就是學生已經知道了什么，要探明這一點，并據此進行教學。” 復習教學要驅動學生去主動學習，幫助學生對知識有新的理解，提升學生的思維，采用多種感官刺激，有效減少學生的思維疲勞。
3.1 “功”與“功率”的復習，注重情境創設激發興趣
教師對復習課教學的情境創設往往重視程度不夠，復習僅僅是知識的簡單堆砌。復習課中，教師創設情境引入復習主題，更容易激起學生對復習課的興趣。
情境1：用“廣西舉重選手蔣惠花為中國摘得青奧會首金”的視頻引入“功”，讓學生分析舉重過程分為幾個階段，每一階段運動員對杠鈴的做功情況，并讓學生總結做功的必要條件、功的定義、定義式和單位。
教學行為的選擇及其依據：功的教學采用了多媒體教學行為和問題行為。通過多媒體教學行為引起學生對本節課的興趣，同時滲透了愛國主義教育。通過問題行為采用啟發誘導的方式讓學生回顧知識，使學生對所學知識印象深刻。
情境2：創設“估測上樓時的功率”的活動情境：讓某位同學分別從一樓走上和跑上三樓并計時，假設同學的質量是50 kg， 問兩次做功是否相同？功率是否相同？怎么計算功和功率？
教學行為的選擇及其依據：功率的教學采用了活動行為和問題行為?；顒有袨樽寣W生很自然地從功過渡到功率，在情境中幫助學生復習功率。
創設合理的教學情境，通過眼、耳、口、手、腦等多種感官刺激，幫助學生回顧功和功率內容的同時能激發學生的學習興趣，有利于學生主動參與課堂。
3.2 “杠桿”和“機械效率”整合復習，拓展實驗鍛煉思維
物理概念、規律的得出離不開實驗。通過設計實驗能培養學生的思維能力，通過觀察現象培養學生的觀察能力，通過對實驗結論的再思考培養學生的質疑能力。但在復習教學中，教師卻很少使用實驗行為。
“探究杠桿的平衡條件”是本章重要的學生實驗。如果在復習時僅僅講過一遍知識點或按照書上的流程進行實驗，對基礎好的同學則沒有必要，對基礎一般的同學則不利于喚起他們對已經遺忘知識的深層記憶。所以，復習時筆者采取了讓學生回顧實驗過程，請一個學生演示，再結合教師提問的方式拓展實驗啟發學生思維。
案例1 復習杠桿的定義、五要素、平衡條件，分類并回顧探究杠桿的平衡條件的實驗?；仡檶嶒灂r，讓學生說明實驗過程，請一個學生演示，教師適當提問。
先給學生足夠的鉤碼，不給彈簧測力計。
學生演示：先把杠桿掛在鐵架臺上，然后調節杠桿在水平位置平衡。
教師提問：此時為什么要調節杠桿在水平位置平衡呢？
學生演示：在杠桿10 cm的位置掛上3個砝碼，在杠桿的另一側掛上4個砝碼，然后調節杠桿在水平位置平衡。（根據演示，學生發現很難調節杠桿在水平位置平衡）
教師出示彈簧測力計：為什么用彈簧測力計就可以讓杠桿在水平位置平衡呢？現在我們怎么做這個實驗？
學生演示：先保持鉤碼和彈簧測力計的位置不變，改變鉤碼的數量，讀出彈簧測力計的示數；然后保持鉤碼的數量和位置不變，改變彈簧測力計的位置，讀出彈簧測力計的示數；再保持彈簧測力計的位置和鉤碼的數量不變，改變鉤碼的位置，讀出彈簧測力計的示數。（讓學生記錄數據到表格1中）
教師提問：根據數據，得到什么結論？
教師提出問題：但是，有一位同學得到的結論卻是：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離，這個結論是否合理？怎么操作才能驗證這個結論不合理？
學生回答：將彈簧測力計斜著向下拉（圖3）。
學生演示，教師提問：我們發現這個力比原來怎樣了？為什么？
教學行為的選擇及其依據：杠桿的教學主要采用了實驗教學行為。通過學生演示、說明，教師提問、學生思考復習舊知識，同時進行拓展，鍛煉學生的思維。
案例2
教師提出問題：1.用杠桿提升重物（圖4），什么是有用功，什么是總功？
2.什么是額外功？
3.三者什么關系？
練習：假設彈簧測力計的示數為0.5 N，鉤碼的重力為1.0 N，鉤碼上升的高度為0.1 m，測力計移動的距離為0.3 m，杠桿的機械效率為多少？
教學行為的選擇及其依據：杠桿的機械效率并不是本課的重點，在杠桿中通過問題串和例題簡單復習杠桿的機械效率，幫助學生回顧機械效率的知識。
3.3 “滑輪”和“機械效率”整合復習，串聯問題幫助回憶舊知
問題行為是復習中常用的一種教學行為。定滑輪和動滑輪的工作特點難度不大，沒有必要采用實驗行為?！霸偬絼踊啞笔墙⒃凇疤骄縿踊喌墓ぷ魈攸c”基礎之上的。此時，學生已經有了《功》一節的知識儲備，教師采用問題行為幫助學生理清思路復習舊知，學生再進行分組實驗，計算機械效率，這樣能幫助學生鞏固所學內容。
案例3 教師讓學生判斷圖5和圖6中的滑輪分別是哪種滑輪，并讓學生回憶動滑輪和定滑輪的工作特點。
教師提出問題：要測量圖6中動滑輪的機械效率，要測量哪些物理量？用到哪些實驗器材？操作過程中要注意什么？怎么設計實驗數據記錄表格？
學生交流，展示匯報。
教師讓學生進行分組實驗，測量、記錄數據并計算機械效率。
教師引導學生總結實驗：在這個實驗中，哪個功是有用功？哪個功是總功？哪個功是額外功？如何求出該動滑輪工作時的機械效率？（學生回答、計算）
教師評價：不同組的機械效率不同。動滑輪的機械效率與哪些因素有關？有什么辦法能提高動滑輪的機械效率？
教學行為的選擇及其依據：該教學片斷中主要采用了問題行為、實驗指導行為等教學行為，幫助學生喚起定滑輪、動滑輪和機械效率的知識以及相關的實驗。
3.4 結束語
“簡單機械和功”的復習，教師把重點放在了“杠桿”和“動滑輪的機械效率”上，復習過程以問題行為貫穿教學的始終，還采用了實驗行為、多媒體教學行為、活動行為等教學行為，采用多種感官刺激，幫助學生緩解課堂疲勞，集中注意力，鍛煉思維，提高復習效果和效率。 參考文獻：
機械效率的測量原理范文3
一、選擇題（本題共12小題，每小題2分，共24分．每小題給出的四個選項中只有一個選項正確）1．學校里的工人師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是 （ ）A．增大阻力臂，減小動力移動的距離B．減小阻力臂，減小動力移動的距離C．增大動力臂，省力D．減小阻力臂，省力2．下列儀器或工具在使用過程中，利用了杠桿原理的一組是 （ ）①量筒 ②剪刀 ③燒杯 ④試管夾 ⑤托盤天平 ⑥彈簧測力計A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．④⑤⑥3．如圖所示的簡單機械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力，當提起相同重物時，最省力的是 （ ） 4．升國旗的旗桿頂上有個重要的裝置是 （ ）A.定滑輪 B.動滑輪 C.滑輪組 D.省力杠桿5．如圖所示，在豎直向上大小為10N的力F的作用下，重物沿豎直方向勻速上升.已知重物上升速度為0.2m/s，不計滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦，則物體重力大小和繩子自由端上升的速度分別為（ ）A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s6．如圖所示，在用滑輪將同一物體沿相同水平地面勻速移動時，拉力分別為F甲、F乙、F丙、F丁，比較它們的大小（不計滑輪重及滑輪與細繩間的摩擦），正確的是 （ ）A．F甲＞F乙 B． F乙＝F丙 C．F丙＜F丁 D．一樣大7．在校運會中，小翔參加了鉛球比賽。如果他用200N的力，將重50N的鉛球投到了10m遠處。則下列關于他投球時做功情況的說法中，正確的是： ( )A．做功2000J B．做功500J? C．沒有做功? D．條件不足，無法計算8． 一個70kg成人以正常的速度騎30kg自行車受到的阻力為總重力的0.02倍，則人騎車行駛時功率最接近于 （ ）A．1瓦 B．10瓦 C．100瓦 D．1000瓦9．如圖所示，杠桿可繞O點轉動，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直；在將杠桿緩慢地由位置A拉到位置B的過程中，力F （ ）A．變大 B．變小 C．不變 D．先變大后變小10．關于簡單機械，下列說法正確的是 ( )A．定滑輪不僅能改變力的大小而且能改變力的方向 B．使用滑輪組不僅省力而且省功 C．做功越多的機械，其機械效率就越高 D．功率越大的機械，做功就越快 11．下列現象中，力沒有對物體做功的是 ( )A．用力將鉛球擲出 B．將書包背上樓 C．騎自行車勻速前進 D．人提著水桶在水平路面上行走12．如圖所示，杠桿在水平位置處于平衡狀態，杠桿上每格均勻等距，每個鉤碼都相同．下列四項操作中，會使杠桿右端下傾的是 ( ) ①將杠桿兩側的鉤碼同時各向外移動一小格；②將杠桿兩側的鉤碼同時各向內移動一小格；③在杠桿的兩側同時各減掉一個鉤碼；④在杠桿的兩側鉤碼下同時各加掛一個相同的鉤碼． A．②③ B．②④ C．①③ D、①④二、填空題（本題共11小題，每空1分，共26分）13．我們用釣魚竿釣魚時，釣魚竿是一種_________的杠桿（選填“省力”或“費力”）14．如圖所示，用動滑輪把重為40N的物體勻速上提，彈簧測力計示數為24N，則拉力為______N．不計摩擦和繩重，動滑輪重為______N，這時該動滑輪的機械效率約為___ ___．15．如圖所示，桿秤秤砣的質量為0.1千克，桿秤的質量忽略不計。若桿秤水平靜止時，被測物和秤砣到秤紐的距離分別為0.05米、0.2米，則被測物的質量為_________千克。若秤砣有缺損時，則桿秤所示的質量值_________被測物的真實質量值（選填“小于”、“等于”或“大于”）。16．如圖所示，AOB為一機械設備的簡化示意圖，我們可以把它看成杠桿(自重不計)，已知AO=2OB．固定O點，使OB 處于水平位置，此時B 端掛一重為40N 的物體，要使杠桿不發生轉動，至少需在A 端施加F=______N 的力．17．如圖，用甲、乙圖兩種方法提起相同重的物體，則：（1）使用 圖的辦法省力；機械效率高的是 圖的辦法。 （2）提高機械效率的方法有：① __________ __ ；②_____________ 。18．舉重運動員把2000N的杠鈴在2s內舉高1.8m后又在空中保持 4S，則該運動員前2s的功率是____w，后4S的功率是____w．19．2010年市學業水平體育測試立定跳遠項目中，體重為500N的某同學從點到落地點的過程中，重心下降的距離為0.3m，用時0.5s，軌跡如圖．則此過程重力做的功為________J，重力的功率為_________W。20．如圖所示為潤揚大橋?！皹蛩槭裁匆爝@么高?”小強對此進行了研究：他將大橋的結構進行簡化，抽象成圖乙所示的模型，又畫了橋塔高低不同的兩幅圖丙和丁。小強通過比較發現：適當增加橋塔的高度，可_________(填“增大”或“減小”)斜拉索拉力的力臂，從而 ______________(填“增大”或“減小”)斜拉索的拉力。21． 小聰用圖10所示的滑輪組將重4 N的物體勻速提高2m，他做的有用功為________J。已知此時滑輪組的機械效率為80%，那么小聰所用拉力為_______N，動滑輪的重力為_______N，若用此裝置提升7N的物體，則此時的機械效率_______（“增大”或“減小”或“不變”）。22．如圖11所示滑輪組，物M重50N，在力F作用下以0.5m／s速度在水平面上做勻速運動，此時彈簧秤上示數是12N，則物體運動時受到地面摩擦力大小是____N。8s內拉力F所做的功是______J，功率是______w．（不計滑輪重及摩擦因素） 23．如圖所示，用1.2N拉力沿豎直方向勻速拉起重為2N的物體，物體上升0.1m，所用時間為4s。（1）此過程中拉力的功率為______W。（2）將物重由2N不斷增大，假設動滑輪始終能正常工作，當達到繩子承受的拉力3N時，此過程中，它的機械效率變化范圍是____________。三、解答題（本題共7小題，共50分．解答27、28、29題時應有解題過程）24．（6分）按照題目要求作圖： （1）在圖甲中畫出物體A所受重力的示意圖和拉力F所對應的力臂l．（2）用滑輪組將陷在泥中汽車拉出來，試在圖乙中畫出最省力的繞繩方法．（3）在圖丙中，杠桿AB處于平衡狀態，請作出力臂L對應的力F的示意圖． 圖甲 圖乙 圖丙 25．（7分）小明和小紅用圖甲所示的杠桿一起探究杠桿的平衡條件：（1）小明先把杠桿的中點支在支架上，杠桿停在如圖甲所示的位置，此時杠桿處于________(填“平衡”或“不平衡”)狀態．為了使杠桿在水平位置平衡，可以調節右端的平衡螺母，使它向_______(“左”或“右”)移動．小明調節杠桿在水平位置平衡的主要目的是_______________________________、_______ __________。（2）如乙圖，用彈簧測力計從M位置移動N位置用力使杠桿在水平位置處于平衡，彈簧測力計的示數將會變________，這是因為______________________．（3）小明用調節好的杠桿進行了一次實驗，所得數據如下表：動力/N 阻力/N 動力臂/cm 阻力臂/cm4 3 2 6于是他得出了杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，請你對此作出評價：___________________________________________________．26．（13分）某同學在做“測定滑輪組機械效率”的實驗中(1)他所準備的實驗器材有：滑輪，細繩，鐵架臺，直尺，鉤碼，還需_________ (2)該同學實驗時，記錄的數據在表格中，請認真填寫所缺少的部分物重/N 物體提高的高度/m 彈簧測力計讀數/N 繩自由端拉動距離/m 有用功/J 總功/J 機械效率50 0.15 20 0.45 (3)實驗中彈簧測力計應該做__________________運動．(4)同學乙觀察并分析了甲的實驗后，認為甲的實驗中，可少用一種器材，少測兩個數據也能測出滑輪組的機械效率，通過和甲討論并經過老師的認定，他的方案是可行的，請你分析一下，去掉的器材是什么？少測哪兩個數據？答：去掉____________________________________；少測兩個數據是__________________，__________________．實驗中同學們又提出了下列假設． 假設1：滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關 假設2：滑輪組機械效率高低可能與被提升的物重有關 假設3：滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關 假設4：滑輪組機械效率高低可能與滑輪組繩子股數有關一位同學設計了如圖所示的四個滑輪組，并將所測數據填入下表．（不填寫機械效率）(5)根據實驗_________________ (填①、②、③、④)可知，滑輪組機械效率高低與被提升物重有關．(6) 據實驗②和④可知，滑輪組機械效率高低與__________________無關．(7)通過實驗可以發現，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越 ．(8)要研究滑輪組機械效率高低是否與物體提升高度有關，應該選用_______(選填“同一”或“不同”)滑輪組，提升同一重物到_______(選填“相同”或“不同”)的高度去研究．27．（6分）電動自行車輕便、實用、無污染，很受人們喜愛．若某人騎電動自行車在一段平直的公路上勻速行駛了150m，用時30s，電動自行車的牽引力為20N，在此過程中：(1)電動自行車速度的大小；(2) 牽引力所做的功；(3) 牽引力做功的功率．
28．（6分）如圖所示是小明同學測動滑輪機械效率的實驗裝置圖，他在2s內做了0.96J的有用功使重物勻速上升了0.4m，不計繩重及摩擦，繩子很結實。請你回答：（1）彈簧測力計勻速向上運動的速度？ （2）該動滑輪的機械效率是多少？（3）該動滑輪的重是多少？
29．（6分）某記者報道：他在植物園內，看到一位老人伸手抱起一根長約3m，橫切面積為0.1 m2的木頭輕輕地舉在頭頂盡情玩耍，如圖甲，該木頭就是地球上最輕的木料——輕木，其密度為0.2g/cm3．(g=10N/kg)⑴請你通過文中給出的數據計算并回答上述報道是否真實． 甲 乙(2)若小華用圖乙所示滑輪組勻速提升該木頭至1 m高的車上，所用拉力F為250N，時間為10秒，求小華做功的功率．(3)用此滑輪組勻速提升900 N的物體的機械效率．(不計摩擦和繩重)30.如圖甲所示的滑輪組，每個滑輪等重。不計繩重和摩擦，物體重G1從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖像。 (1)每個滑輪重多少N?(2)繩子能承受的拉力是多少N?(3)當滑輪組的機械效率為80％時，物體重多少N? 一、選擇題（本題共12小題，每小題2分，共24分．每小題給出的四個選項中只有一個選項正確）題號 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、填空題（本題共11小題，每空1分，共26分）13.費力14.24 8 83%15.0.4 大于 16. 20N 17.乙 甲 增加物重 減小動滑輪重和摩擦力18.1800W 0W19.150J 300W20.增大 減小21.8 2.5 1 增大22.24 96 1223．0.06W 83.3%----93.3%三、解答題（本題共7小題，共50分．解答25、27、29題時應有解題過程）24. 圖甲 圖乙 圖丙 25.(1)平衡 左 便于測量力臂 、排除杠桿重力的影響 (2).大 力臂變小 (3)沒有多次測量26.(1)_彈簧測力計_ (2) 7.5 9 83.3 (3)勻速直線 (4)直尺 物體提高的高度 繩自由端拉動距離 (5)①② (6)繩子的股數 (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 不真實（2）75W（3）85.7%30.(1) 100N（2）500N（3）800N
機械效率的測量原理范文4
“設計、制作一個由簡單機械組成的機械模型”這一實踐活動是初中學生第一次接觸的研究性學習內容。這節知識跟學生生活密切相關，是從生活走向物理、從物理走向社會的好章節。
本課設計一方面力求體現學生通過知識的學習，會利用杠桿、滑輪、輪軸、斜面等簡單機械進行組合，解決生產、生活中的具體問題。
另一方面學生通過本次活動，應學會如何進行物理綜合實踐活動，即課前準備什么，準備到什么程度，如何進行課堂教學，如何對活動進行評價等。
由于本節課從形式到內容都能很好地體現物理教學的三維目標，所以，筆者以本節課為例，最大程度地激發學生學習物理的興趣，增強他們學好物理的信心，培養他們學習物理的能力。
2教學目標：
知識與技能：復習、鞏固本章的理論知識，了解簡單機械杠桿、滑輪、輪軸、斜面、螺旋等在生產、生活中的應用實例。
方法與過程：培養理論與實踐相結合的作風，學以致用，會根據杠桿、滑輪、輪軸、斜面、螺旋等的特點，設計、制作一個由簡單機械組成的機械模型，獲得親身參與實踐的體驗和經驗。
情感、態度和價值觀：通過簡單機械組合模型的設計、制作，培養學生的動手能力和創新精神，培養學生的互助合作的團隊精神。
3教學重點：
小組合作制作組合機械的模型、對各小組活動進行評價。
4教學難點：
對各小組活動進行評價。
5教學方法：
研究性學習教學法。
6活動設計思路：
教材提供了教學的框架和資源，而課前、課堂活動的組織、安排，內容的邏輯處理卻是教師的再創造過程。本節課是本書第一章的結尾，又是初三學生剛剛接觸綜合實踐活動。以培養興趣為出發點，以鍛煉思維和提高能力為根本，以適時地激發學生的創造能力為本教學設計的主旨。
我將本活動分為兩個階段，第一階段為課外準備活動階段。主要由學生討論確定小組設計方案、活動評價內容、制作機械模型及完成小組活動報告。第二階段為課堂匯報和評價。每一小組結合作品(機械模型)用PowerPoint進行活動匯報。在每一小組匯報結束后有5分鐘時間留給其他小組提問，本小組成員負責答疑，然后全班對此小組活動進行評價。
7活動過程：
第一階段：
活動準備：
（1）設計組裝方案
首先將學生分成五個小組，學生展開想像的翅膀，自主設計組裝方案，畫出組裝圖。
其次，將各個小組的設計方案在小組內討論交流，比較優缺點，研究制定一個能體現本組集體智慧的機械模型設計方案。機械模型要有一定的實用價值，設計時要明確它的用途，根據需要合理選擇機械，要有提高機械效率的思想。
然后，大家分工找材料，盡量選用日常生活中常見的器具。選取滑輪拉線時，首先要測量拉線所能承受的最大拉力，使其符合設計要求；還要考慮線的光滑程度，以便于工作減小摩擦力，提高效率，但是不能太光滑，否則容易打滑；還要考慮線的粗細、硬度、質量，過粗過硬的線不便于纏繞且容易滑脫，質量大的線會降低效率等。
設計組裝方案：(略)
畫出組裝圖：(略)
（2）全班同學討論，確定評價項目和評分標準
小組活動表現評價表
小組名稱：______小組作品名稱：______
（3）分組制作機械模型：
①本小組機械模型設計方案為：(略)
②設計表格，測出用該機械模型提起重物所需的拉力和物重之比以及機械效率。
③完成活動報告，準備運用計算機等媒體對機械模型的原理、技術指標等進行說明。
第二階段：
（1）各組展示工作成果；交流所制作的機械模型的特點、存在問題和需要改進的地方。
（2）根據全班擬定的評價標準，為各組的表現打分。
（3）通過綜合實踐活動，學生總結本課題的學習體會。
學生作品舉例：
第四小組
多功能步兵戰車設計方案
將坦克模型改裝，滑輪與杠桿使機械符合實際運用。
本機械以電動機為動力，用齒輪轉動，使“車輪”轉動，“車輪”上繞上細繩，細繩通過并列的定滑輪，連接重物，“車輪”可向前轉，亦可向后轉，使重物自由上下，此機械的摩擦力應很小，盡量提高機械效率。
多功能步兵戰車說明
本機械利用動滑輪可以省力而設計。機械造型美觀，是人們提升不能直接用手提的東西時的首選機械。該機械的效率可達到92．9％，可節約能源等等。該機械與車輪相結合，可移動機械的位置，有創新。根據S=hn，本組使用動滑輪可以更省力。但該機械穩定性不夠好，有待于改進，可根據機械具體情況來改進。
8教學反思：
（1）此活動引起了學生極大的興趣，既為學生提供了一個畢業后回憶的話題，也為學生緊張的學習生活帶來了樂趣。
（2）本活動除了課后制作的時間外，用了兩節課堂教學時間，即活動過程的第一、二階段。由于此活動學生興趣高，學生自由發言時間明顯不夠，所以活動評價比較匆忙。
（3）活動匯報結束后的自由提問和答辯是課堂最為精彩的地方，也是學生學習知識的無限深化和拓展。如果學生每節課都能這樣，那么我們的物理課節節都是好課。
機械效率的測量原理范文5
1、小明用身體進行實驗時所記錄的下列數據中，合理的是( )
A.教室內空氣的質量約為100g
B.他潛水時所受水的浮力為5000N
C.他從教學樓的一樓勻速走到二樓時克服重力所做的功為1500J
D.他跑100m所需的時間約為8s
2、描述水的有關物理量之間關系的圖像如下，其中正確的是( )
3、如圖所示的實驗現象所揭示的物理原理或規律與對應的技術應用或現象不正確的是( )
4、物理學中用實驗研究三個量(或三個量以上)之間的關系時，常采用控制變量法。下列實驗設計不是利用控制變量法的是( )
5、如圖所示是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式(不計機械自重和摩擦)，其中所需動力的是( )
6、下列關于運動的說法正確的是( )
A.以公路旁的樹木為參照物，坐在行駛的客車里的乘客是靜止的
B.滑雪時，人從高處自由滑下，速度越來越快，是因為重力勢能轉化為動能
C.掃地時塵土飛揚的原因是分子的無規則運動造成的
D.在原子的核式結構模型中，所有的電子都在同一軌道上繞著原子核運動
7、如圖甲所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動，圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像。下列說法正確的是( )
A.木塊兩次受到的拉力和摩擦力均相等
B.木塊第1次受到的拉力較大
C.木塊兩次的動能一樣多
D.兩次拉力對木塊做的功一樣多
8、同學們在以“假如……”為主題的討論中，下列四種觀點正確的是( )
A. 假如失去摩擦力，任何物體都不可能處于靜止狀態
B. 假如沒有了空氣，聲音就一定不能傳播
C. 假如失去了重力，天平就不能再用來測量物體的質量
D. 假如沒有了大氣壓強，地面上的物體都會飄向高空
9、將體積相同的實心木球和實心鐵球浸沒于水中，放手后木球上浮，鐵球下沉，靜止時它們所受浮力的大小關系是( )
A. F木=F鐵 B. F木F鐵 D. 無法確定
10、目前，“低碳”、“綠色”等詞語逐漸成為人們日常生活中談論的熱門話題，各級政府對此高度重視，并采取了一系列措施。下列措施不符合“低碳”、“綠色”要求的是( )
A. 大力發展風力發電 B. 倡導多乘公交車，少開私家車
C. 大力發展火力發電 D. 加大對污染企業的減排監管力度
二、填空題(每空1分，共12分)
11、如圖所示，重為6N，底面積為0.01m2的圓柱形容器放置在水平桌面上，內裝20cm深的水，則水的質量為 Kg，水對容器底的壓強為 Pa;水平桌面受到的壓強為 Pa。(g取10N/kg)
12、如圖所示，小芳在做“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗時，操作的錯誤是 。
13、工人用如圖所示的滑輪組將一重400N的物體勻速提起，若滑輪組的機械效率為80%，忽略一切摩擦及繩的伸長，則拉力的大小是 N;若使用該滑輪組提升600N的重物，其機械效率將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
14、有質量相等的A、B兩個物體，已知A的比熱容大于B的比熱容，當它們吸收相等熱量后，A升高的溫度 B升高的溫度;某汽車散熱器中裝有5 kg的水，在溫度升高20℃的過程中，水吸收的熱量是 J。[水的比熱容為4.2×103J/(kg.℃)]
15、如圖所示，火柴頭在火柴盒上輕輕劃過就能擦燃，是通過________的方式實現的。
16、截至目前，中國第一大地熱發電站西藏羊八井地熱電站已累計發電超過24億千瓦時.分析右圖，從地下井汽輪機發電機，其能量轉化過程是：內能 能 能;
地熱能屬于 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。
三、作圖與簡答(每小題2分，共6分)
17、“遠征號”潛水艇在東海執行完任務后返回到長江某基地，請在圖中畫出潛水艇加速上浮過程中所受重力和浮力的示意圖。
18、如圖所示，在課桌的C點用最小的力把桌腿B抬離地面，在抬起時桌腿A沒有滑動，請在C點畫出這個力的示意圖，并標出它的力臂l.
19、請用物理學的術語解釋，為什么要對通過公路橋梁
的機動車的載重總質量和速度進行限制 ( 分別答出一條即可 ) 。
四、實驗與探究(20題6分，21題6分，22題4分，23題6分，共22分)
20、五一節，教物理的王老師在解放牌百貨店買了一個金燦燦的實心飾品，同學們特別想知道這個飾品是否是純金的(ρ金=19.3×103kg/m3)。他們選用托盤天平、量筒、細線、燒杯和水等，進行了如下的實驗操作：
A.把托盤天平放在水平桌面上;
B.把游碼放在標尺的零刻度線處，調節橫梁上的平衡螺母，使橫梁在水平位置平衡;
C.將飾品用細線系好后慢慢地放入量筒中，并記下水和飾品的總體積
D.在量筒中倒入適量的水，并記下水的體積;
E.將飾品放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動游碼直至橫梁在水平位置平衡。
請你幫組同學們回答下面五個問題：
(1)正確的實驗操作順序是：A、B (余下步驟請用字母序號填出);
(2)在調節平衡螺母時，發現指針偏向分度盤的左側，如圖甲所示。此時應將平衡螺母向 端調節(選填“左或右”)，直到指著指向分度盤的中央。
(3)用調好的天平稱量飾品的質量，當天平再次平衡時，右盤中砝碼的質量和游碼的位置如圖乙所示，則飾品的質量是 g;用細線拴好飾品放入裝有適量水的量筒中，如圖丙所示，則飾品的體積是 cm3;
(4)通過計算可知飾品的密度為 g/cm3，由此可以確定飾品不是純金的;
(5)適量的水”的含義是 。
21、為了探究斜面的機械效率與斜面的傾斜程度及物重的關系，小華在斜面上每次都勻速拉動物塊，實驗數據記錄如下：
實驗次數
斜面傾角θ
物重G/N
物塊上升高度h/m
拉力F/N
移動距離S/m
機械效率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)根據表中數據可求出第3次實驗的有用功是______J，總功是______J，機械效率為_____。
(2)分析表中數據，可以得出的初步結論是：在其他條件不變的情況下，斜面傾角越大，所需的拉力越______，斜面的機械效率越______，斜面的機械效率與物重_______ (填“有關”或“無關”)。
22、如圖所示，是“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。
(1)實驗中通過觀察 的大小，來判斷小球動能的大小。
(2)實驗中為了研究動能大小與質量的關系。需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是 。
(3)質量和速度誰對動能的影響較大呢?小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數據如表一和表二所示。
表一(鋼球撞擊時的速度為v=8cm/s) 表二(鋼球質量為m：100g)
序號
鋼球撞擊速度 v／cm.s-1
木塊滑行距離s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
序號
鋼球質量m/g
木塊滑行距離s／cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
分析這兩組數據可以得出： 對物體的動能影響較大，依據是 。
23、同學們在做“比較水和沙子的吸熱能力”實驗的場景如圖所示，他們說該實驗有兩種探究方法。
(1)實驗方法一的設計如圖中所示：
①在實驗中，加熱相同的時間目的是 ;
②請你指出該同學的設計思路和實驗裝置中的錯誤和不足。
(2)請你設計出第二種實驗方法：
①寫出該實驗方法所需要的測量儀器 ;
②請寫出設計思路。
五、計算題(每小題5分，共10分)
24、小汽車是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利，某型號小汽車以72km/h的速度勻速行駛時，小汽車牽引力的功率是70kw。
求：(1)小汽車勻速行駛1000m牽引力做的功是多少焦?
(2)小汽車以該速度勻速行駛時牽引力是多大?
(3)觀察小汽車的外形(如圖所示)，判斷小汽車在水平路面高速行駛與靜止時，對地面的壓力哪個大?為什么?
25、用如圖所示的滑輪組去拉物體A，已知A物質的密度是2 ×103kg/m3，底面積是0.3m3，重力為600N。物體A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向勻速前進了2m。(g取10N/kg)
求：(1)物體A對水平地面的壓強是多少?
(2)物體A的體積是多大?
(3)若該裝置的機械效率為80%，物體A在水平方向上受到的阻力是多少
一、選擇題(每小題2分，共30分)
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
A
D
C
B
A
C
B
C
二、填空題(每空1分，共12分)
11、2 ;2×103; 2600;12、拉力不在水平方向; 13、125;變大;
14、小于;4.2×105 15、做功; 16、機械; 電 ;不可再生。
三、作圖與簡答(每小題2分，共6分)
17、 18、
19、機動車的質量越大，速度越大時，動能就越大，且質量越大時，車的慣性越大，使剎車困難，易造成交通事故的發生，加強交通事故的嚴重性;同時質量越大，對橋面的壓力越大，對橋面的壓強就越大，容易對橋面造成破壞。 ( 說得有理即可 )
四、實驗與探究(20題6分，21題6分，22題4分，23題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)適量的水是指水要浸沒飾品且飾品放入后不能超過量程(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);無關(1分)。
22、(1)木塊滑行的距離(1分);(2)讓小球從同一高度自由滾下(1分);(3)速度(1分);質量增加一倍，動能增加為原來的兩倍.速度增加一倍，動能增加為原來的四倍或質量和速度增加相同的倍數，速度對動能大小的變化影響較大(1分)。
23、(1)1使水和沙子吸收相等的熱量(1分) 2錯誤是：沒有控制水和沙子質量相等、初溫相同(1分)不足是：沒有測量水和沙子溫度的儀器(1分)
(2)1天平 溫度計 (秒表)(每項1分，計2分) 2在兩個相同的金屬盒內，加入初溫與質量均相同的水和沙子，用酒精燈加熱至相同的末溫，比較加熱時間，就能比較它們的吸熱能力。(在兩個相同的金屬盒內，加入質量相同的水和沙子，用酒精燈加熱至相同的末溫，比較加熱時間，就能比較它們的吸熱能力)(1分)
五、計算題(每小題5分，共10分)
機械效率的測量原理范文6
一、熱點掃描
1. 杠桿處于靜止狀態或勻速轉動的狀態時,我們就說杠桿處于平衡狀態,杠桿的平衡條件是:動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂,即
F1l1=F2l2,■=■.
當l1>l2時,F1
當l1F2,這樣的杠桿是費力杠桿,但省距離.
當l1=l2時,F1=F2,這樣的杠桿既不省力也不費力,稱為等臂杠桿.天平就是一種等臂杠桿.
2. 定滑輪實質上是一個等臂杠桿.使用定滑輪不省力,但可以改變力的方向.動滑輪的軸跟物體一起移動,它實質上是一個動力臂等于阻力臂兩倍的杠桿.使用動滑輪可以省一半力,但不能改變力的方向.
定滑輪和動滑輪組合在一起叫做滑輪組,使用滑輪組既可以省力,又可以改變力的方向.使用滑輪組時,重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔,提起重物所用的力就是總重的幾分之一,即動力F=■,其中G為重物和滑輪的總重,n為承擔總重的繩子段數(即與動滑輪連接的繩子段數).使用滑輪組時,如果物體上升的高度為h,則繩子的自由端移動s=nh.
3. 物體受到一個力的作用,并且沿力的方向通過了一段距離,我們就說力對物體做了功.公式為W=Fs.
做功有兩個必要的因素:一個是有力作用在物體上;另一個是物體在力的方向上通過一段距離.
考慮做功問題時,要分析三個方面:物體是否受到力的作用;物體是否發生移動;物體移動方向與力作用方向是否垂直.
4.物體在單位時間內做作的功叫做功率.公式為P=■.功率反映的是做功的快慢.功率大并不一定就說明做功多,這還取決于做功時間的長短.
5. 在應用P=Fv時,如果物體是在大小和方向不變的力的作用下,速度是變化的,可用P=Fv,此時求出的是對應于某一時刻速度v的功率,通常稱為即時功率,若物體是做變速直線運動,則可以求出平均速度■,再利用■=F■求出對于這段距離(或時間)的平均功率.
由公式P=Fv可知,當汽車發動機功率保持不變時,它的牽引力與速度成反比,這也是一切機械的基本規律.因此當牽引力較大時,速度相應減小.汽車、拖拉機等動力車輛爬坡和耕田時,需要的牽引力較大,因而速度相應減小.
6. 使用任何機械時,人們所做的功等于不用機械直接用手所做的功,這個結論叫作功的原理.它的另一種表述是使用任何機械都不省功.它是任何機械都遵循的基本原理.
7. 在使用機械時對人們有用的功叫做有用功.在使用機械時對人們沒有用但是人們又不得不完成的功叫做額外功,也叫無用功.有用功與額外功的總和叫作總功.
W總=W有+W額或P總=P有+P額.
有用功與總功的比值叫做機械效率,通常用百分比來表示,
公式為η=■×100%=■×100%.
機械效率是表示機械性能的一個物理量,在實際生活中η
若兩個機械組合使用,機械1的有用功是機械2的總功,機械2的有用功是整個機械工作過程中的有用功,機械1的總功是整個機械使用過程中的總功.
η=■=■×■=η1?η2 .
8. 物體由于運動而具有的能叫做動能.物體的速度越大,質量越大,動能就越大.物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能.物體被舉得越高,質量越大,重力勢能就越大.物體由于發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能.物體的彈性越強,形變越大,彈性勢能越大.
動能和勢能統稱為機械能.物體的勢能和動能是可以相互轉化的,如果沒有摩擦等阻力,那么在勢能和動能的相互轉化中,機械能的總量保持不變.
二、典題講析
例1杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用.如圖5-1所示,護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿,由圖中可知它的支點在點(選填“A”“B”或“C”),在勻速拉起時,它屬于一個杠桿(選填“省力”或“費力”),并在圖中標出動力臂.
講析判斷杠桿種類,依據是比較動力臂和阻力臂的大小.
支點應在C點,是省力杠桿,動力臂見圖5-2.
解答C省力杠桿
例2如圖5-3所示,學生做“研究杠桿平衡條件”的實驗:(杠桿每格長5cm,鉤碼每個50g)
(1)實驗前,發現杠桿左端低、右端高,這時應將杠桿兩端螺母向端移動,使杠桿在水平位置平衡,這樣做的目的是.
(2)實驗時,B處掛有4個鉤碼,則應在處掛2個鉤碼,才能使杠桿能在水平位置平衡;使杠桿在水平位置平衡,目的是.
(3)將杠桿左右兩邊的鉤碼分別向外移動一格,則杠桿邊將會下降;將杠桿兩邊的鉤碼下各加上2個鉤碼,則杠桿邊將會上翹.
(4)若用彈簧測力計拉住E處時能使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測力計的最小示數為N,彈簧測力計拉力方向應.若將彈簧測力計傾斜,則拉力大小將變,若在B處再加兩個鉤碼,則拉力大小與力臂的乘積將增大N?m.
講析(1)杠桿兩端螺母移動的方法和托盤天平螺母移動的方法相同.
(2)兩次使杠桿在水平位置平衡,目的不同.
(3)杠桿不能平衡時,其轉動方向不是沿力大的方向,而是沿力和力臂的乘積大的那個力的方向.
(4)根據杠桿平衡條件,拉力大小與力臂的乘積的增大量等于阻力與阻力臂的乘積的增大量.
解答(1)右,消除杠桿自重對杠桿平衡的影響.(2)d,使力臂在杠桿上,便于直接測量.(3)右,右.(4)1.176,豎直向上,大,0.098.
例3如圖5-4所示,在杠桿上另外再施加一個最小力,使杠桿在圖示位置平衡,作出該最小力的示意圖.
講析力和力臂的乘積保持不變,要使動力最小,就必須動力臂最大.
作最小力示意圖方法:在杠桿上找離支點最遠的點,作支點和該點的連線,該連線的垂線方向即動力作用線方向.
注意:動力作用線方向不要搞反了,根據阻力作用效果確定動力方向,標注直角符號.
解答見圖5-5.
例4(1)甲、乙兩個學生用2m長的輕質扁擔抬一筐土,這筐土重300N,將筐放在扁擔中間時,兩人各承擔N;若甲將筐朝自己一側移動0.5m,此時甲肩負N.
(2)某人用一根輕質竹竿將一個包裹挑在肩上,若他將包裹向靠近肩膀的方向移動,則他施加在竹竿上的動力,他的肩膀承受的壓力.(均選填“變大”“變小”或“不變”)
講析兩人抬扁擔,扁擔可視為杠桿,不過支點不確定,兩人肩膀處、筐繩所在處都可以分別視為支點,因此,求兩人承擔的力,可以有多種方法.另外,兩人所用力之和應等于物重.
一人挑擔,扁擔亦視為杠桿,可將人肩膀處視為支點,肩膀所承受壓力應等于物重和手對杠桿壓力之和.
解答(1)150,225(2)變小,變小.
例5一條繩子只能承受3000N的拉力,你怎樣組裝滑輪組才能把重為104N的物體拉起來?要求所用滑輪數最少.(滑輪重及繩重、摩擦均不計)
講析利用F=G/n,求出繩子股數n,注意最后結果除不盡時,采用進一法;若n為偶數,則動滑輪數是n/2,若n為奇數,則動滑輪數是(n-1)/2;
繩子繞法判斷:
方法一:若n比滑輪總數多1,則拉力方向向上;若n與滑輪總數相同,則拉力方向向下,這樣就可以從繩子自由端開始,由外向里繞;
方法二:確定繩頭在定滑輪上還是動滑輪上,若n為奇數,則繩頭在動滑輪上;若n為偶數,則繩頭在定滑輪上(奇動偶定),這樣就可以從繩頭開始,由里向外繞.
解答滑輪組繩子股數為4,因為要求滑輪數最少,所以采用一個定滑輪,兩個動滑輪,拉力方向向上,如圖5-6所示.(請你試用兩種方法繞線)
例6下列功率值與實際最接近的是().
A.中考體能考試中,某同學跳繩時的功率為500W
B.某同學登樓時的功率為150W
C.某同學做俯臥撐時的功率為200W
D.某同學做引體向上時的功率為120W
講析注意這不是憑空亂猜,而是對力、距離、時間三者的估測,然后用公式進行計算.
跳繩時一般1min內跳150次,每次跳起高度為6cm,以人體重為500N計,可得功率約75W左右;正常登樓時一般登三樓(6m)用時間為20s,則功率為150W左右.
俯臥撐時人用力一般為300N,人上升的距離約為40cm,以1min完成30個計,功率為60W左右;引體向上時,人上升的距離約為40cm,以1min完成10個計,功率為30W左右.
解答本題應選B.
例7用如圖5-7所示的滑輪組提升重物(不計繩重和摩擦),問:
(1)當物重為180N時,滑輪組的機械效率為60%,求繩端拉力為多少?
(2)當提升240N重物上升3m時,繩端拉力所做的功為多少?
(3)如果繩子能承受的最大拉力為700N,人體重為600N,則利用此滑輪組能提升的最大物重是多少?
講析(1)此小題中沒有給出距離,所以無法分步求解,應從機械效率的計算公式入手,進行推導:
η=■×100%=■×100%=■×100%.
(2)此小題的關鍵是不能利用剛才的機械效率,同一個滑輪組,當物重改變時,其機械效率也發生改變.所以必須先利用第一小題中的數據求出動滑輪重,再利用動滑輪重求出現在的拉力大小.
求動滑輪重有兩種方法,一種是F=(G+G動)/n,另一種是η=■×100%=■×100%.
還可以在動滑輪重求出后,求有用功和額外功,進而求到拉力做功,即總功.在這里,因為繩重和摩擦不計,所以克服動滑輪重做的功即額外功.
(3)繩子能承受的最大拉力雖然為700N,但因為是向下拉,所以人施加的拉力最大不會超過人的重力,否則人將加速向上運動了.所以繩的最大拉力等于人重力600N.代入相關數據,可得結果.
解答(1)75N(2)1080J(3)2280N
例8在“測定滑輪組的機械效率”的實驗中,所用的裝置如圖5-8所示.
(1)該實驗的原理是.
(2)安裝好實驗器材后,記下鉤碼和彈簧測力計的線端原先的位置,然后向上提起彈簧測力計,讀出的大小,并測出鉤碼和線端上移的距離.
(3)某同學正確測得鉤碼上升的高度為0.2m,鉤碼重1.5N,其他被測和計算的數據如下表:
上表中肯定錯誤的數據是和,表中空白處為.
(4)某同學猜想滑輪組的機械效率可能與和(至少寫出三個)等因素有關,請選擇其中一個因素,寫出其下面一個步驟:選擇因素,步驟.
解答(1)η=■×100%.(2)勻速豎直,拉力.(3)0.4,0.24,83.3%.
(4)物重、繩重和動滑輪重、機械摩擦、物體上升的速度大小、物體上升是否勻速等,因素及步驟略.
例9如圖5-9所示是一種蹦極游戲.游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上,另一端固定在高處,從高處跳下.圖中a點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置,c點是游戲者所到達的最低點.對于游戲者離開跳臺至最低點的過程,下列說法正確的是().
A.游戲者的動能一直在增加
B.游戲者減少的重力勢能全部轉化為動能
C.游戲者通過a點之后,動能越來越小
D.游戲者到c點時,他的動能為零
講析人從高處落至a點的過程中,重力勢能轉化為動能,速度增大;
從a點向下,彈性繩開始對人有向上的拉力,繩越長,拉力越大,在拉力小于人的重力時,重力勢能轉化為人的動能和繩子的彈性勢能,人繼續加速,當拉力等于人的重力時,速度達到最大值.
從速度最大處繼續向下,繩子拉力大于人重力,合力向上,人開始減速,重力勢能和動能都轉化為繩子的彈性勢能,到最低點c時,人的速度為零,動能為零,重力勢能最小,繩子的彈性勢能最大.
解答本題應選D.
例10在探究“物體的動能與哪些因素有關”時,李強同學猜想物體的動能與物體的質量及物體運動的速度有關,于是他采用運動的鋼球推動紙盒在水平木板上運動,通過比較紙盒被推動的距離來比較物體動能的大小的方法進行驗證,如圖5-10所示.
(1)李強這樣做的依據是.
(2)請根據你的實驗設計填寫下表.
講析此實驗中主要運用了兩種實驗方法:轉換法、控制變量法.
解答(1)物體做功越多,它具有的能量越大.(2)能,不能,應在平面上加一個斜面,讓小球從斜面上滾下,讓質量不等的鋼球從斜面的同一高度由靜止滾下,質量大的鋼球推動紙盒遠.
三、創新題選
1. (1)如圖5-11所示,杠桿OA在F1、F2兩個力作用下平衡,圖中已畫出了杠桿A端受的力F1.如果虛線OO1是力F2的力臂,請在杠桿上標出F2的作用點B,并畫出力F2的示意圖.
(2)如圖5-12所示,O為杠桿AOBC的支點,OA=BC,試在A點作出使杠桿在如圖位置平衡時的最小力.
(3)僅有兩個輕質滑輪和幾段細繩,你能設計一個裝置,利用它可以用10N的拉力提起重40N的重物嗎?(繩重和摩擦不計)請在上面方框內畫出裝置圖.
2. 如圖5-13所示,一輕質杠桿的B端掛一質量為10kg的物體,A端用一細繩將杠桿系于地上,細繩與杠桿間的夾角為30°,OA=1m,OB=0.4m,此時杠桿在水平位置平衡.現在O點放一質量為5kg的物體,用F=10N的水平拉力使物體以0.1m/s的速度向左勻速滑動(g取10N/kg).求:
(1)當物體在O點時,細繩AC拉力多大?
(2)物體運動到距O點多遠的地方,細繩AC的拉力恰好為零?
(3)在物體移動的過程中F做的功及功率是多少?
3. 如圖5-14所示,用動滑輪和桶組成的裝置來提水,已知滑輪重4N,桶重6N,桶中水重90N,現將這桶水在8s內勻速提升6m(不計繩重和摩擦).求:
(1)拉力F做的有用功;(2)拉力F做功的功率;(3)該裝置的機械效率.
4. 如圖5-15,沿著長1000m、高250m的斜坡,將一輛重6×103N的礦車以2m/s的速度由坡底勻速拉到坡頂,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)利用此斜面做功的機械效率;(4)忽略繩重等因素,求斜面對礦車的摩擦力.
5. 60m的高度、240s,侯斌用雙手完成“攀登”,感動全世界!在2008年北京殘奧會開幕式上,在最激動人心的點火環節,三屆殘奧會冠軍侯斌以一種最為震撼人心的方式,獨自手拉繩索攀升到主火炬臺,并點燃了殘奧會主火炬.侯斌用如圖5-16所示的滑輪組提升自己和輪椅,若人、輪椅等總重為1100N,侯斌勻速拉繩的速度為1m/s,摩擦及繩重不計,繩端拉力為300N.求:
(1)侯斌采用的滑輪組中,動滑輪有
個,定滑輪個.
(2)動滑輪有多重?
(3)該滑輪組的機械效率多大?
6. (1)騎自行車的人,在上坡前往往要加緊蹬幾下腳踏板,這是為了;
(2)汽車上坡時會減速,這是為了
.
(3)如圖5-17所示為一乒乓球在水平地面上彈跳時產生軌跡的一部分,你能從該圖中看出哪些信息?
;
;
;
.
7. 小秤大用:現有一把質量分布均勻的米尺、一個最大稱量為10N的彈簧測力計和若干細線.請使用它們準確測定質量大約為3~4kg物體的質量,要求用示意圖表示你所用的方法,并加以簡要說明.
8. 大家都有過玩彈弓的經歷,它能把“紙彈”彈出去.彈弓彈射的距離究竟與哪些因素有關?
(1)你的猜想是;
(2)寫出能驗證你的猜想的實驗方案:
.
(3)評估交流
若琦同學猜想“彈弓彈射的距離與紙彈的質量大小有關”并進行了如下實驗:
①用彈弓斜向上彈出質量較小的紙彈,測出彈射距離s1;
②用彈弓斜向上彈出質量較大的紙彈,測出彈射距離s2;
③用彈弓斜向上彈出質量最大的紙彈,測出彈射距離s3;
④比較s1、s2、s3的大小就能得出彈弓彈射的距離是否與紙彈質量大小有關.
請你對該同學的實驗方案進行評估:
.
第五講“創新題選”參考答案
1.(1)見圖5-18.
(2)見圖5-19.
(3)見圖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
