论文部分内容阅读
人们在日常生活中使用简单机械的目的无非是从省力,省距离,或者是为了改变力的方向。但使用机械总是面临着机械效率低下的尴尬。如何确实提高机械效率,笔者就教学中常见的简单机械与2009年中考题入手,供同学参考。
一、杠杆的机械效率
例1(2009·江苏)用如图1所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为________N,钩码总重C为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:___________。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:___________;请简要说明两条理由:①___________;②___________。
解析(1)要细心看清测力计的最小分度值,就可读出测力计的示数F为0.5N;根据η=w有用/W总×100%=Gh/Fs×100%,代人数据算出机械效率为66.7%;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重或克服摩擦等而做额外功;(2)根据表中数据不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论,这是因为两次实验时钩码没有挂在同一位置,而仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。
二、滑轮组的机械效率
例2(2009·河北)小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用图18中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75%。(忽略摩擦及绳重)
求:(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何改变?说明理由。
解析使用该滑轮组时最省力,绳子最后要从动滑轮绕出,绕法如图2,绳子段数n=4。
(1)分析上表中的数据得出:当斜面时,越省力。
(2)分析表中的数据还可得出:当斜面___________时,斜面的机械效率最大。
(3)该小组又做了第4次实验:他们在斜面上铺上棉布,使斜而变粗糙,保持斜面高和长分别为0.5m和1m,用弹簧测力计拉着这个小车沿斜而向上做匀速直线运动,读出这时弹簧测力计的示数为4.5N,则他们测出斜面的机械效率为把第4次与第___________次的测量结果相比较,才能得出:当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小。
解析(1)三次试验中沿斜面拉力最小的是2.2N,故当斜面较缓时,越省力;(2)看表中机械效率一栏,可得出当斜面最陡时,斜面的机械效率最大;(3)要比较斜面的粗糙程度影响其机械效率,必须保持斜面高和长度不变。从表中可看出:把第4次与第2次的测量结果相比较,才能得出:当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小。
综上所述:减小所使用机械的自身重力和摩擦,提高所提拉物体的重力是提高机械效率的可行方法。
一、杠杆的机械效率
例1(2009·江苏)用如图1所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为________N,钩码总重C为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:___________。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:___________;请简要说明两条理由:①___________;②___________。
解析(1)要细心看清测力计的最小分度值,就可读出测力计的示数F为0.5N;根据η=w有用/W总×100%=Gh/Fs×100%,代人数据算出机械效率为66.7%;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重或克服摩擦等而做额外功;(2)根据表中数据不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论,这是因为两次实验时钩码没有挂在同一位置,而仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。
二、滑轮组的机械效率
例2(2009·河北)小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用图18中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75%。(忽略摩擦及绳重)
求:(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何改变?说明理由。
解析使用该滑轮组时最省力,绳子最后要从动滑轮绕出,绕法如图2,绳子段数n=4。
(1)分析上表中的数据得出:当斜面时,越省力。
(2)分析表中的数据还可得出:当斜面___________时,斜面的机械效率最大。
(3)该小组又做了第4次实验:他们在斜面上铺上棉布,使斜而变粗糙,保持斜面高和长分别为0.5m和1m,用弹簧测力计拉着这个小车沿斜而向上做匀速直线运动,读出这时弹簧测力计的示数为4.5N,则他们测出斜面的机械效率为把第4次与第___________次的测量结果相比较,才能得出:当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小。
解析(1)三次试验中沿斜面拉力最小的是2.2N,故当斜面较缓时,越省力;(2)看表中机械效率一栏,可得出当斜面最陡时,斜面的机械效率最大;(3)要比较斜面的粗糙程度影响其机械效率,必须保持斜面高和长度不变。从表中可看出:把第4次与第2次的测量结果相比较,才能得出:当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小。
综上所述:减小所使用机械的自身重力和摩擦,提高所提拉物体的重力是提高机械效率的可行方法。