滑轮组的机械效率

蔡立坤

教学目标:
1.能结合实例进一步了解什么是有用功、额外功和总功.
2.理解什么是机械效率，能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1. 影响滑轮组机械效率的因素有哪些呢？下面我们通过实验来测量滑轮组的机械效率，分析实验数据找出影响因素。
实验原理： 实验器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
①用弹簧测力计测量钩码所受重力G并填入表格；
②按下图所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置； ③竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格；
④按下图所示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置并重复步骤③； ⑤改变钩码的数量，重复步骤①和③；
⑥算出有用功、总功、机械效率并填入表格。
测量滑轮组机械效率 分析实验数据: 实验b、c说明：同一滑轮组，物重越大，机械效率越高； 实验a、b说明：物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低。 影响滑轮组机械效率的因素:
通过上面的实验可知，物重和动滑轮重会影响滑轮组机械效率。由于绳重和摩擦力的存在，拉力也会克服绳重及摩擦力做功。故影响滑轮组机械效率的因素有：物重、动滑轮重、绳重及摩擦。
在不计摩擦及绳重的情况下 故，滑轮组机械效率为: 因此，增加物重G、减小动滑轮重G动（使用轻质动滑轮）可以提高滑轮组机械效率。
减小绳重（使用轻质绳）及摩擦阻力（轮与轴之间加润滑油）也可以提高滑轮组机械效率。
想想议议:
滑轮组机械效率公式可推导为: 那么，在不计绳重、摩擦，物重、动滑轮重相同的情况下，是否可以说，n越大，滑轮组的机械效率越低呢？ 练一练:
1.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。 ①实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计，由图可知，拉力的大小为 N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动 cm，该滑轮组的机械效率为 。
②若仅增加钩码的个数，滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
2.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重G的物体匀速提升h，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为η，拉力大小F，绳子移动距离为s，则动滑轮重力的表达式为 。 板书设计：