机械效率教学设计
曹健勇老师：中学物理高级教师，呼和浩特市名师工作室成员，呼市“国文物理工作室”成员，呼市中考命题组成员。呼市学科带头人，教学能手。全国物理教师优秀辅导员，全国物理工作室优秀工作者。微信：13948532171
机械效率解析
一. 抓住两条主线
1.每段绳子的拉力，大小相同；
2.一般，以动滑轮为研究对象，进行受力分析；
二．明白四个技巧
1.省力机械：费距离，费速度；
2.做有用功和总功，具有同时性；
3.根据功的原理，有用功小于总功；
4.有用功是拉物体的力F拉 对物体做的功，即W有用=F拉 S物；
竖直放置滑轮组：物体在空气中：F拉=G物，
物体浸在水中：F拉=G物-F浮
水平放置滑轮组：F拉=Ff（物体做匀速直线运动）
三．记牢近几年常用但易忘的相关公式：
机械效率η
四.巩固练习：
1.下列做法,不能够改变滑轮组机械效率的是( )
A.改变提升重物的高度
B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮
C.提升更重的物体
D.给定滑轮加润滑油
2.用瓶盖起子起瓶盖(如图所示)的机械效率为90%,这表示( )
A.若作用在起子上动力的力臂是10 cm,则起子所受阻力的力臂是9 cm
B.若作用在起子上的动力是20 N,则阻力是2 N
C.若使用起子做的功是4 J,则有3.6 J的功用于起瓶盖
D.若人起瓶盖时消耗的能量是4 J,则有0.4 J的能量用于起瓶盖
3.用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体,该滑轮组的机械效率η与所提升物体重力G的关系图正确的是(不计绳重和摩擦)( )
4.用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系:
(1)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,绘制了如图乙所示的图象。分析可知:提升同一物体时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越。(选填“大”或“小”)
(2)分析图象中的A点可知,被提升物体所受的重力为N。如果此时改为提升2 N的重物,则弹簧测力计的示数为N,滑轮组的机械效率为。(忽略绳重和摩擦)
5.如图所示为某引水渡槽建设工地用升降机从地面提升渡槽组件的示意图。若渡槽设计高度为h=10 m。每一段组件质量为m=2×103 kg,升降机最大功率为P=40 kW,每根钢丝绳上能承受的最大拉力是F0=4×104 N,不计滑轮、吊筐和钢丝绳的重力及摩擦力,取g=10 N/kg,则:
(1)该升降机一次最多能匀速提升多少段渡槽组件?
(2)某次提升中,升降机以最大功率在t=20 s内将3段渡槽组件从地面匀速提升至设计高度,求钢丝绳拉力的功率P1和升降机的机械效率η。
答案
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