测量滑轮组机械效率
测滑轮组的机械效率
第6节测滑轮组的机械效率考点归纳滑轮组机械效率的测量：①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
③器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、弹簧测力计④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。
⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮重力，（其他量不变时，个数越多则机械效率就越小）B、提升物重，（其他量不变时，物体越重，机械效率就越大）C、克服摩擦。
无关因素：绕线方法和重物提升高度对滑轮机械效率无影响。
基础巩固1.关于机械效率的说法正确的是（）A.越省力的机械，其机械效率越高B.越费力的机械，其机械效率越高C.做的有用功越多，机械效率越高D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高2.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（）A.增加机械做功的时间B.减少机械做功的时间C.有用功一定，减少额外功D.增加重物上升的高度3.用如图15-2-1所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 Ｎ，弹簧测力计的示数为 3 Ｎ，绳子自由端被拉上去了30 cm ，则使用该滑轮组做的总功为___________Ｊ，额外功为__________Ｊ，这个滑轮组的机械效率是_________________。
4.下列说法中正确的是（ ）A.机械效率越高，越省时间B.机械效率可能等于1C.机械效率越高，越省力D.机械效率越高，有用功占总功的比例越大5.如图15-2-5所示，小刚用如图所示的动滑轮，拉着物体M 以0.5 m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，物体重20 Ｎ，它受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力为25 Ｎ。
2 s 内拉力做的功是_________________Ｊ，该动滑轮的机械效率是_________________。
6．一台起重机将重3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J 。
则起重机做的有用功是________J ，机械效率是________。
测量滑轮组机械效率的原理
测量滑轮组机械效率的原理
测量滑轮组机械效率的原理是利用能量守恒定律和功率的定义式，实测进出口功率来计算机械效率。
可以采取以下步骤：
1、测量起重机滑轮组的负荷重量、起升高度和吊绳速度等参数。
2、测量起重机电动机输入功率和电动机输出轴转速，计算电机输出功率。
3、测量滑轮组输送绳轮的转速，计算输送绳轮的转动功率。
4、通过观察负荷下降高度和吊绳长度的变化，测量减速器、链条、滑轨等各处的摩擦阻力损失。
5、由能量守恒定律可知：输入功率=输送功率+机械损失功率，可以计算出输送功率和机械损失功率。
6、机械效率=输送功率/输入功率，可通过上述测量计算得出。
测滑轮组的机械效率
实验原理：
所测物理量：
物重G、拉力F、重物上升的高度h、绳 绳自由端移动的距离S
测量仪器：弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
1、按图组装滑轮组，记下钩码 和弹簧测力计的位置 2、匀速竖直向上拉动弹簧测力 计，使钩码G升高，读出弹簧测 力计的示数F,用刻度尺测出钩码 上升的距离h和弹簧测力计移动 的距离s
1、在研究“影响滑轮组的机械效率因
素”的实验中，小聪同学预设的实验过
程是：用弹簧测力计测出一个钩码的
重力，按照图甲组装滑轮组，静止时
读出测力计的示数F1，根据 η= 计 甲
乙
算出滑轮组的机械效率η1。再按照图乙组装滑轮
组（动滑轮大小变化），改变所提物重，提升两
个钩码，重复上述实验计算出滑轮组的机械效率
物体提升的速度
1、在“测滑轮组机械效率”的实验 中，小强按正确方法操作，如图是 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_.2_5_J,人做的 总功为_0_.2_1_J。
（2）对以上两个计算结果 进行比较，其不合理之处是 _有_用__功__大__于__总_功_；结合测力 计放大图，可知小强的错误 是_测__力_计__的__示__数__读_错____。 （3）在该次实验中，所测滑
测滑轮组的机械效率
在此实验中操作的关键：
1、匀速竖直向上拉动弹簧测力计
2、不能在静止时读弹簧测力计的示数， 应在匀速拉动过程中读数
对于如图所示的滑轮组，如果没 有刻度尺，能否测出该滑轮组的 机械效率？
1被提升物体的重 滑轮组的机械 效率的影响因素： 2动滑轮重及绳重
3绳与滑轮间的摩擦
1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实 验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装 置如图中的甲、乙、丙所示。
13.3.2测量滑轮组机械效率
13.3.2测量滑轮组机械效率课堂练习：1、在测量滑轮组机械效率中，需要的实验器材有、、、、。
实验中应使绳子尽可能向方向匀速拉。
2、如图所示的器材用来测滑轮组的机械效率：（1）在下面画出你组装的滑轮组的绕线方式。
（2）要使用的测量工具是和。
（3）要测量的物理量是、、、。
实验中，在测量绳端拉力时，必须拉动弹簧测力计。
（4）请把测得数据如下表：12. 用某滑轮组测其机械效率时，所得的实验数据如下表所列：(2)拉力做的有用功为____________焦耳，拉力做的总功为_________焦耳；(3)该滑轮组的机械效率为________。
课后练习1. 某滑轮组改进后提高了机械效率，若用它把同一物体匀速提到同样的高度，改进后与改进前相比较，下列说法中错误的是A. 做的有用功增加了B. 做的总功减少了C. 做的额外功减少了D. 做的有用功跟总功的比值增大了 2. 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是A ．增加动滑轮，减小拉力B ．减少提升重物重力，减小拉力C ．减少提升高度，减少做功D ．增加提升重物重力，增大有用功3．如图16所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进 行的一个探究活动。
（1）负责记录的小强同学粗心大意漏记了一个实验数据，如 下表，请你将漏记的实验数据补上；（2）实验中甲滑轮组做的有用功 乙滑轮组做的有用功（选填“大于”、 “等于” 或 “小于”）；甲滑轮组的机械效率为 ，乙滑轮组的机械效率为 ；（3）实验探究得出的结论是： 。
4. 一个工人用如图所示的滑轮组提起2000N 的货物，所用的拉力是800N ，绳子自由端被拉下4m ，求滑轮组的机械效率图16F乙F甲。
测滑轮组的机械效率
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在测量机械效率的实验中，如果没有 刻度尺，（即：有钩码、弹簧秤、滑轮组、 铁架台、细绳），你能否测出滑轮组的机 械效率？( 不考虑绳子本身的伸长）
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拓展 反馈
课堂检测1
用某滑轮组测其机械效率时，所得的实验数据如下表所列
物重/牛 4
物体升高的高/米 拉力/牛
0.2
1 .4
绳子自由端移动距/ 米
0.8
(1)实验时应保持重物做__匀_速__直__线____运动； (2)滑轮组做的有用功为___0_._8_______焦耳，
拉力做的总功为__1_1_._2____焦耳； (3)该滑轮组的机械效率是__7_.1__％___。
结合本次实验请回答： 影响滑轮组机械效率的因素主要有
哪些？
你有哪些方法可以提高滑轮组的机械 效率?
1、减小动滑轮的自重 2、减小机械间的摩擦 3、适当增大被提升物体的重力
测滑轮组的机械效率 公式
测滑轮组的机械效率公式测滑轮组的机械效率是指输入功率与输出功率之间的比值，它反映了滑轮组在传递力量时的能量损失情况。
机械效率的计算公式为：机械效率 = 输出功率 / 输入功率在实际应用中，滑轮组常用于提升重物或改变力的方向。
然而，由于滑轮组的摩擦、弯曲、材料变形等因素的存在，会导致一部分输入功率转化为热能或其他形式的能量损失。
因此，机械效率小于1，一般在0到1之间。
滑轮组的机械效率与滑轮的摩擦、滑轮轴承的摩擦、滑轮组的结构等因素密切相关。
下面将分别介绍这些因素对机械效率的影响。
1. 滑轮的摩擦：滑轮的表面摩擦会导致能量损失，降低机械效率。
为了减小摩擦损失，可以采用光滑表面的滑轮，或者在滑轮表面涂抹润滑剂，减少摩擦系数。
2. 滑轮轴承的摩擦：滑轮轴承的摩擦会产生额外的能量损失，降低机械效率。
选择低摩擦的滑轮轴承，如滚珠轴承或滑动轴承，并定期进行润滑和维护，可以减小摩擦损失。
3. 滑轮组的结构：滑轮组的结构设计也会对机械效率产生影响。
合理设计滑轮的直径比和滑轮的数量，避免过多的弯曲和绕线，可以减小能量损失。
除了上述因素外，滑轮组的使用条件也会对机械效率产生影响。
例如，滑轮组的工作环境温度、使用时间长短、工作负荷等都会对机械效率产生影响。
为了提高滑轮组的机械效率，我们可以采取以下措施：1. 选择优质的材料：选择低摩擦系数和高强度的材料制造滑轮和轴承，减小能量损失。
2. 优化结构设计：通过合理设计滑轮的直径比和数量，减小弯曲和绕线，降低能量损失。
3. 定期维护和润滑：定期检查滑轮组的工作状态，清除积聚的污垢，添加适量的润滑剂，保持滑轮轴承的良好润滑状态，减小摩擦损失。
4. 控制工作环境：控制滑轮组的工作环境温度，避免过高或过低的工作温度对滑轮组的影响。
5. 选择适当的滑轮组：根据具体的工作需求选择合适的滑轮组，避免过度设计或不足的设计，以提高机械效率。
测滑轮组的机械效率是衡量滑轮组传递力量能效的重要指标。
实验探究：测量滑轮组的机械效率
第十一章 第五节 实验探究：测量滑轮组的机械效率一、学习目标：1.学会测滑轮组的机械效率；2.了解与机械效率有关的因素。
二、知识回顾：1、有用功： ；额外功：总功：2、 比值叫机械效率，机械效率的表达式η= 。
由于机械自重和摩擦等因素的存在，使用任何机械都不省功，所以机械效率总 三、学习过程：实验探究：测量滑轮组的机械效率 1、实验原理：2、测量工具： 。
3、在实验过程中，测量时要注意：（1）弹簧测力计对绳子拉力F 的测量应该在运动中进行 (2) 弹簧测力计应沿竖直方向匀速缓慢移动; (3) 重物不能摆动;（4）测力计指针不能与刻度板摩擦 实验步骤1．检查器材实验前应先检查每个滑轮的端面应与框架平行，轮子转动灵活。
再检查测力计是否调零。
2．用单滑轮组实验照图甲将两个单滑轮组成滑轮组。
在滑轮下挂上几个钩码，线绳的自由端挂在测力计的挂钩上，手握测力计面板使重物匀速上升，读出测力计在移动时的示数。
测出重物上升的高度和测力计移动的距离。
把以上数据记入表中，反复实验三次。
3．用双并滑轮组实验用两个双并滑轮组成滑轮组，如图乙。
在动滑轮下面挂几个钩码。
线绳自由端挂在测力计的挂钩上，拉动测力计使重物匀速上升，重复实验3次。
把各次数据记入表中。
(1)、比较1、2、3两次实验，可得的结论： (2)、比较5、6、7两次实验，可得的结论： 提高滑轮组机械效率的方法：增加被提升物体的重量、使用较轻的动滑轮、设法减小绳和轮之间的摩擦。
滑轮组的机械效率的典型无关因素 三、练习1．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表：（1）分析表中数据，回答以下问题：图甲 图乙 图丙①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是____________； ②第3次实验中滑轮组的机械效率是 __ ___；③本次实验得到的结论是： （2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验， ①小红的做法目的是为了改变 ；②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率___ _（选填“相同”或“不相同”），理由是：_________________。
人教版八年级物理测量滑轮组的机械效率
（7）滑轮组机械效率与物体被提升的高度和绳子段数（绕线方式）无关；
6、提高滑轮组机械效率的方法：（1）同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越大；
（2）所挂重物相同时，动滑轮越轻，机械效率越高；（3）减小机械摩擦。
实验：测量滑轮组的机械效率
1、实验装置图
2、实验原理：η＝ ＝ ＝ ＝
3、实验器材及其作用
（）滑轮组、绳子；
（2）钩码：改变物重的大小；
（3）刻度尺：测量钩码上升的距离和绳子自由端移动的距离；
（4）弹簧测力计：测量绳子自由端拉力的大小。
4、实验方法：控制变量法
（1）探究滑轮组的机械效率与物重的关系：控制同一滑轮组提升重物的高度相同，改变滑轮组所吊钩码的数量；
（6）影响滑轮组机械效率的因素：物体重力、动滑轮重力、机械摩擦；
（7）滑轮组机械效率与物体被提升的高度和绳子段数（绕线方式）无关。
6、提高滑轮组机械效率的方法：（1）同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越大；
（2）所挂重物相同时，动滑轮越轻，机械效率越高；（3）减小机械摩擦。
（2）实验中分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置的目的：测量钩码和弹簧测力计移动的距离；
（3）承担物重绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子与动滑轮相连，就有几段绳子承担物重；
（4）绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系：s=nh；
（5）弹簧测力计静止读数错误的原因：没有考虑摩擦力对滑轮组机械效率的影响；
实验：测量滑轮组的机械效率
1、实验装置图
2、实验原理：η＝ ＝ ＝ ＝
3、实验器材及其作用
（1）滑轮组、绳子；
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③本次实验得到的结论是： 滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关 。 __________________________________
实验 物重 物体上升的 测力计的示 测力计移动 数F/N 的距离s/cm 次数 G/N 高度h/cm 1 6 3 2.5 9 2 3 6 6 5 8 2.5 2.5 18 24
典例.用如图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦。 (1)当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，求此时滑 轮组的机械效率是多少? (2)当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m,时， 绳端拉力做功的功率为多少?
甲
乙
（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三 次实验，实验数据如下表：
物理量 物重
控制因素
较小提升速度
G/N 10
绳端拉 力F/N 4.2
机械效 率 η /％ 79.4
中等提升速度 较大提升速度
10 10
4.2 4.2
79.4 79.4
甲
在小军的实验中，你得到的结论是： 滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关
2、如图、表格
（1）分析表中数据，回答以下问题： ①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ____________ 18cm或5cm ；
80% ； ②第3次实验中滑轮组的机械效率是 _____
实验 物重 物体上升的 测力计的示 测力计移动 数F/N 的距离s/cm 次数 G/N 高度h/cm 1 6 3 2.5 9 2 3 6 6 5 8 2.5 2.5 1轮重一定,提升物重越大，机械效率越高。
F
实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
66.7％ 62.5％
1
2
F
2
2
0.1
0.1
1
0.8
0.3
0.4
0.2 0.2
0.3 0.32
4、结论： （2）物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
（2）小红在小明实验的基础上，利用图乙也做了实验，
①小红的做法目的是为了改变 滑轮组的绕线方式 ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若 相同 忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_______ （选填“相同 或“不相同”），得到的结论是：
滑轮组的机械效率与绕线方式无关 ___________________
实验专题
测量滑轮组机械效率
1、实验原理：
F
2、实验器材： 弹簧测力计、铁架台、滑轮、细线、钩码、（刻度尺）
3.实验操作：
竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，读出拉力F
（静止时，F偏小， 偏大）
实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力。 W总 F/N s/m G/N /J 1 1.6 2 0.9 3 1.1 0.3 0.3 0.5 2 4 4 h/m 0.1 0.1 0.1 W有/J
0.4
4.实验结论
(1)动滑轮重力相同时，提升的物体越重，机械效率越高 证明
4.实验结论
(2)物重相同时，动滑轮越轻，机械效率越高
证明
5.影响滑轮组机械效率的因素 (1)动滑轮重
(2)物重
(3)绳重和各种摩擦
提高滑轮组机械效率的方法：
(1)减轻动滑轮
(2)增加物重
(3)减小摩擦（润滑油）
6.机械效率物体提升高度、速度无关
实验数据 序 G动/N G物/N h/m W有/J F/N s/m W总/J 号 1 1 4 0.1 0.4 1.8 0.3 0.54 74% 2 1 4 0.2 0.8 1.8 0.6 1.08 74% 3 4 1 2 6 4 0.1 0.1 0.6 2.4 2.1 0.3 0.3 0.72 83% 0.63 63%