滑轮(组)的机械效率
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________。
滑轮组的机械效率
5×10
-2
83.3% 83.3%
5×10-2
6×10
-2
7.5×10-20.55 7.5×10-2 0.55
8.25×10-2 91% 8.25×10- 91%
2
实验结论：
滑轮组装置一定时，滑轮组所吊重物的重力越 大，机械效率越高
思考： 滑轮组的额外功哪里来的呢？ 1）动滑轮、细绳自身的重力 2）绳与滑轮之间的摩擦力 如何提高滑轮组的机械效率呢？
本节课小结
1、测量滑轮组的机械效率的实验探究
2、滑轮组的额外功的分析，及类似的机械效率的 生活应用
作业：课后习题第2题；
完成宝典训练“机械效率 （1）
换轻质的动滑轮和轻质的细绳
类似提高机械效率的生活应用有哪些呢？
升旗、电梯、吊车、塔吊、起重机
牛刀小试
1、如图所示，用下列装置提升同一重物， 若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效 率最高的装置是（ ）
2、用同一滑轮组分别把100N和200N 的重物匀速提高5m，如果两种情况下的 额外功相等，则( ). A.所做的总功相等 B.所做的有用功不相等 C.两次的机械效率相等 D.用于拉绳子的力两次相等
5×10-3 5×103
3.75×10- 13.3% 2 3.75×10-2 13.3% 6×10-2 83.3%
5×10-2
0.05
0.05 0.05
5×10-2 7.55×10-2 91% 8.25×10- 91%
2
7.5×10-2
物重 (N)
物升高度 h （m)
W有 （J)
F拉 （N） 0.25 0.25 0.4 0.4
绳移动距 离s(m) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
水平方向滑轮组机械效率公式
水平方向滑轮组机械效率公式
水平方向滑轮组是一种重要的机械传动装置，其机械效率公式是指在水平方向滑轮组中，机械输入功率与机械输出功率之比。
机械效率公式是评价水平方向滑轮组工作效率的关键指标，也是设计和选择滑轮组的重要参考依据。
在水平方向滑轮组中，机械输入功率是指驱动滑轮组的动力输入，可以是电动机、发动机或其他动力源。
机械输出功率是指滑轮组输出到负载端的功率，可以是提升物体的力量或者其他形式的功率输出。
水平方向滑轮组的机械效率公式可以用以下公式表示：
η = (F1 × L1) / (F2 × L2)
其中，η表示机械效率；F1表示输入力；L1表示输入力的距离；F2表示输出力；L2表示输出力的距离。
在水平方向滑轮组中，输入力和输出力的方向是相反的，输入力作用在驱动滑轮上，输出力作用于被提升的物体上。
因此，输入力和输出力之间的距离也是不同的，输入力距离驱动滑轮的中心较近，输出力距离被提升物体的中心较远。
由于水平方向滑轮组是一种摩擦传动装置，因此在实际工作中会产
生一定的能量损失。
这种能量损失主要包括摩擦损失、弹性变形损失和空气阻力损失。
因此，机械效率公式中的机械输出功率是指经过这些能量损失后的实际输出功率。
在设计水平方向滑轮组时，需要根据实际需求选择合适的滑轮组结构和材料，以实现最佳的机械效率。
此外，在使用水平方向滑轮组时，还需要注意定期进行维护和保养，以确保其正常工作和延长使用寿命。
水平方向滑轮组机械效率公式是评价滑轮组工作效率的重要指标，设计和选择滑轮组时需要根据实际需求和工作环境选择合适的结构和材料，同时注意定期维护和保养，以确保其正常工作和延长使用寿命。
滑轮组机械效率公式总结
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
(2)、水平拖动物体
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
f为物体与地面之间的摩擦力
(3)、竖直拖动物体加水平提升动滑轮
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
3、距离和速度的关系：
物体上升的距离为h
物体水平移动距离为L
则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：S=nh或S=nL
一、定滑轮和动滑轮：
定滑轮
动滑轮
定义
轴固定不动的滑轮
轴可以随物体一起运动的滑轮
图象
是否省力
否
是（省一半力）
是否改变力的方向
是
否
实质
一个等臂杠杆
一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆
二、滑轮组：滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，它既省力，又能改变力的方向，但是费距离。
1、绳数力的大小F：
克服容器重力做的功
7、功率：做功的快慢P
8、机械效率η
(竖直提升物体)
若不计绳重和摩擦，则有
（水平拖动）
9、影响滑轮组机械效率的因素
(不计绳重和摩擦)
物体越重滑轮组的效率越高
动滑轮越重滑轮组的效率越低
其机械效率与绳数、拉动速度以及拉动的距离均无关
物体上升的距离为Vh
物体水平移动距离为VL
则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：VS=nVh或VS=nVL
4、拉力做的功、人做的功、总共W总：
W总=FS
5、有用功W有
W有=Gh （竖直提升物体）
W有=fL （水平拖动物体）
6、额外功W额：
W额=W总－W有
克服绳重摩擦做的功（无法直接算出）
克服轮重做的功
初中物理人教版八年级下册 12.2-3 滑轮 机械效率 课件
新知探究 斜面的特点
光滑的斜面
沿斜面向上的推力：
F= —Gl h—
斜面高度一定时，斜面越长越省力
新知探究
典例5 下列说法错误的是（ D ）
A.使用轮轴既可以省力，又可以改变力的方向 B.盘山公路实际上就是一个斜面 C.动力作用在轮轴的轮上，轮的半径就是动力臂 D.使用轮轴一定省力
轮轴不一定省力，关键看动力 作用在轮上还是轴上
他的目的是： 把沙子运上三楼
• 对沙子做功 对人们有用必须做的功
• 对空桶做功 • 克服自身重力做功
有用功 并不需要做但又不
得不做的功
额外功
3 自主学习
1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。
2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需 要但又不得不做的功。
3. 总功（W总）：动力所做的所有功。 即有用功与额外功的总和。 公式（1）： W总 = W有 + W额
第12章 第2节
滑轮
学习目标
1.能识别定滑轮和动滑轮； 2.通过实验，掌握定滑轮和动滑轮的特点，并能根据需要 选择合适的滑轮解决实际问题; 3.通过对滑轮组的学习，掌握安装滑轮组的方法，并能根 据安装情况分析拉力的大小与物重的关系。
【重点】定滑轮和动滑轮的特点。 【难点】安装滑轮组的方法及根据情况分析滑轮组拉力的大小与物重的关系。
A.省力，不改变施力方向 B.不省力，改变施力方向 C.既省力，也改变施力方向 D.既不省力也不改变施力方向
新知探究 典例3 如图所示，小明用重为4N的定滑轮匀速提升物体，小明所用拉 力为10N。不计摩擦和绳重，则物体的重力为（ C ）
A.4N C.10N
B.6N D.14N
新知探究
提高滑轮组的机械效率可采用的措施
提高滑轮组的机械效率可采用的措施提高滑轮组的机械效率是提高机械系统工作效率的重要手段之一。
在工程实践中，可以采用多种措施来实现这一目标。
本文将从减小摩擦损失、改善滑轮组结构和使用高效材料等方面探讨提高滑轮组机械效率的措施。
一、减小摩擦损失滑轮组的摩擦损失是影响其机械效率的重要因素之一。
为了减小摩擦损失，可以采取以下措施：1. 使用低摩擦系数材料：选择摩擦系数较低的材料制造滑轮和滑轮轴承，如陶瓷、高分子材料等。
这样可以减小滑轮与轴承之间的摩擦力，降低能量损失。
2. 润滑剂的选择和涂布：适当选择润滑剂，并在滑轮与轴承接触面涂布润滑剂，形成润滑膜，减小滑轮与轴承之间的摩擦力。
3. 减小滑轮组件间的间隙：适当控制滑轮与轴承之间的间隙，避免过大或过小，减小摩擦力，提高机械效率。
二、改善滑轮组结构滑轮组的结构设计也对其机械效率起着重要的影响。
通过改善滑轮组结构，可以降低能量损失，提高机械效率。
1. 优化滑轮组布局：合理设计滑轮组的布局，减小滑轮之间的距离，缩短传动链条，减小能量传递过程中的能量损失。
2. 减小滑轮组件的质量：选用质量轻、强度高的材料制造滑轮和轴承，降低滑轮组件的质量，减小惯性力对机械效率的影响。
3. 使用滚动轴承：滚动轴承相对于滑动轴承具有较小的摩擦阻力和较高的旋转精度，可以减小能量损失，提高机械效率。
三、使用高效材料材料的选择对滑轮组的机械效率有着重要影响。
选用高效材料可以减小能量损失，提高机械效率。
1. 选用高硬度材料：选择硬度高、耐磨损的材料制造滑轮和轴承，减小滑轮与轴承之间的磨损，提高机械效率。
2. 选用高强度材料：选用高强度、低变形的材料制造滑轮和滑轮轴承，降低滑轮在传动过程中的变形，减小能量损失。
3. 选用高导热材料：选择导热性能好的材料制造滑轮和轴承，加速能量的传导和散热，减小能量损失。
提高滑轮组的机械效率可以通过减小摩擦损失、改善滑轮组结构和使用高效材料等措施来实现。
在实际应用中，可以根据具体情况采取相应的措施，以提高滑轮组的机械效率，减少能量损失，提高工作效率。
初中九年级物理提高滑轮组机械效率的方法
提高滑轮组机械效率的方法(1)减小额外功在总功中占的比例。
可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。
如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组的机械效率有关因素被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
（n为承担重物绳的股数）(不计绳重,摩擦) 测量滑轮组的机械效率:①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组②原理：η=③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η；④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s物、拉力F移动距离s =F·s=F·nsn为绳子股数滑轮组机械效率滑轮组：有用功（W有用=Gh）额外功（克服动滑轮重，绳重和摩擦力所做的功①W额外=W总-W有用②若不计绳重，摩擦力，W额外=G动h总功（W总=FS）求滑轮组的机械效率：η=W有╱W总=W有∕(W有+W额)=（不计绳重及摩擦）Gh/（Gh+G动h）=G/（G+G动）公式1η=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nFG为物重，h为物体上升的高度，F为拉力大小，s为绳子上升的高度，n是绳子股数（与动滑轮相连的）。
探究滑轮组的机械效率(说课稿)
《探究滑轮组的机械效率》说课稿尊敬的各位评委老师你们好，今天我说的课题是《探究滑轮组的机械效率》。
一、说教材教材作用：初中物理新课标的基本理念是从生活走向物理，从物理走向社会。
本节课的内容是探究滑轮组的机械效率，滑轮组来源于生活，它广泛运用于社会生活中，因此探究滑轮组的机械效率，了解如何提高滑轮组的机械效率，有着很大的实际意义。
教材地位：《探究滑轮组的机械效率》是初中物理教学任务的重要部分，是初中物理教学以及实验考试中的一个重要探究实验，难度比较大。
从组装滑轮组到测出各个物理量，要进行的活动和记录的数据都很多，它对学生实验操作能力、思维能力的要求都比较高。
因此本课的教学在初中物理教学中地位较为突出。
二、说学情学生在前面的学习中已对“功”有一定的认识，并且在日常生活、学习中也涉及到“效率”的问题，学生已有的知识利于本节课新知识的教学和理解；学生对于物理探究的一般过程也已经了解，具备了一定的科学探究的素养；此外学生对于物理实验，有着浓烈的兴趣，能够较好地发挥学习的主动性。
三、教学目标与重难点1、教学目标：根据初中物理新课标设立的三维教学目标，我将本节课的教学目标确立如下：知识与技能：① 滑轮组的安装。
② 会记录实验数据并运用表格简单处理实验数据。
过程与方法：① 学习拟订简单的科学探究计划和实验方案，通过参与探究过程，培养学生的实验能力。
② 分析处理实验数据，归纳简单规律 情感、态度与价值观：① 在实验操作过程中培养严谨的科学态度。
② 通过实验活动来认识交流与合作的重要性。
2、教学重、难点：重点：实验结果的分析及得出如何改变滑轮组的机械效率。
（突出：实验结果和公式理论推导相结合总有W W =η=额外有用有用W W W +=η=物动动物物G G h G h G h G +=+=11η） 难点：实验设计（如何突破：运用“控制变量法”）四、说教法1、提问法：在导入和实验数据分析中，运用提问法，使学生明确自己的探究任务和学习目的。
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(不计绳重，摩擦）
（n为承担重物绳的股数）
(不计绳重,摩擦)
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：η=
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η；
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
∙提高滑轮组机械效率的方法:
1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F 做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的
机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。
讨论这个表达式可知，对
于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2．提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。
可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。
如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、
物体移动距离s
物、拉力F移动距离s
W
f·s
总=F·s=
n为绳子股数。