第十一讲 简单机械

1、第一部分第一部分 考点研究考点研究第十一讲第十一讲 简单机械简单机械知识精讲知识精讲考点清单考点清单重难点突破重难点突破实验突破实验突破考点清单考点清单简单简单机械机械杠杆杠杆滑轮滑轮机械效率机械效率定义定义五要素五要素杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的分类杠杆的分类滑轮滑轮其他简单机械其他简单机械定义：如图所示，一根硬棒，在力的作用下定义：如图所示，一根硬棒，在力的作用下能绕能绕_转动，这根硬棒就是杠杆转动，这根硬棒就是杠杆.杠杠杆杆_：杠杆可以绕其转动的点：杠杆可以绕其转动的点O._：使杠杆转动的力：使杠杆转动的力F1._：阻碍杠杆转动的力：阻碍杠杆转动的力F2.动力臂：从支点动力臂：从支

2、点O到到_的距离的距离L1.阻力臂：从支点阻力臂：从支点O到到_的距离的距离L2.五五要要素素固定点固定点O支点支点动力动力阻力阻力动力动力F1作用线作用线阻力阻力F2作用线作用线杠杆的杠杆的平衡条件平衡条件当杠杆在动力和阻力作用下当杠杆在动力和阻力作用下_时，我们就说杠杆平衡了时，我们就说杠杆平衡了.杠杆的平衡条件：动力杠杆的平衡条件：动力动力臂动力臂阻力阻力阻力臂阻力臂.用用F1、F2、L1、L2分分别表示动力、阻力、动力臂别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆的平衡条件可以写和阻力臂，杠杆的平衡条件可以写作：作：_.静止静止F1L1=F2L2种类种类省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠

3、杆等臂杠杆示意示意图图力臂力臂L1_L2L1_L2L1 _L2 省力省力情况情况F1 _F2 (省力省力)F1 _F2(费力费力)F1 _F2（不省力也（不省力也不费力）不费力）杠杆的分类杠杆的分类13141112种类种类省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆距离距离情况情况 _距距离离 _距离距离 _距距离也离也 _距离距离应用应用实例实例撬棒、铡撬棒、铡刀、瓶盖刀、瓶盖起子、手起子、手推车、钢推车、钢丝钳等丝钳等钓鱼竿、镊钓鱼竿、镊子、筷子、子、筷子、理发剪子、理发剪子、缝纫机脚踏缝纫机脚踏板等板等天平等天平等 18费费省省不省不省不变不变171615滑滑轮轮图示图示定义定义实质

4、实质定定滑滑轮轮使用滑轮时轴的使用滑轮时轴的位置固定不动的位置固定不动的滑轮滑轮 _杠杆杠杆动动滑滑轮轮轴的位置随被拉轴的位置随被拉物体一起运动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮滑轮称为动滑轮 _杠杆杠杆滑滑轮轮组组把定滑轮和动滑把定滑轮和动滑轮组合在一起构轮组合在一起构成滑轮组成滑轮组省力省力省力省力1923滑轮滑轮特点特点F移动距离移动距离(s)和和G移移动距离动距离(h)的关系的关系可以可以 _，但，但 _ _可以可以 _，但，但 _ _既可以既可以 _又可以又可以_,若承担重物的若承担重物的绳子为绳子为n段，则绳端施加的力段，则绳端施加的力为重物的为重物的 （ 忽略动滑轮的忽略动滑轮的自重

5、）自重） _ 改变力的方向改变力的方向不省力不省力s = h省力省力改变力的方向改变力的方向省力省力不改不改s = 2hs = nhn1变力的方向变力的方向272625242221202928其他简单机械：轮轴和斜面也属于简单机其他简单机械：轮轴和斜面也属于简单机械，并且都可以是械，并且都可以是 _力机械，若使用轮力机械，若使用轮轴或斜面能轴或斜面能 _力，则一定要力，则一定要 _距离距离.省省费费省省滑轮滑轮323130机机械械效效率率有用功：无论是否使用机械，必须要做的有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，叫有用功，用功，叫有用功，用W有有表示表示.额外功：使用机械时，并非我们需要又不额

6、外功：使用机械时，并非我们需要又不得不做的功得不做的功,叫做额外功，用叫做额外功，用W额额表示表示.总功：有用功与额外功之和叫做总功，用总功：有用功与额外功之和叫做总功，用W总总表示；总功、有用功和额外功之间的关表示；总功、有用功和额外功之间的关系为系为 _.定义：物理学中，将定义：物理学中，将 _跟跟 _的比值叫做机械效率，用符号的比值叫做机械效率，用符号 _表示表示.W总总W有有+W额额有用功有用功总功总功J36353433计算公式：计算公式： _.使用任何机械都不可避免地要做额外功，使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是有用功总是 _总功，所以机械效率总功，所以机械效率总是小于总

7、是小于1的，机械效的，机械效率通常用率通常用 _表示表示.提高机械效率的方法：改进结构，使它更提高机械效率的方法：改进结构，使它更合理轻巧合理轻巧.在使用中按照技术规程经常保养，在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态使机械处于良好的状态. 机机械械效效率率百分数百分数%WW100 总总有有 小于小于393837重难点突破重难点突破1. 杠杆作图杠杆作图（1）杠杆力臂的作图步骤）杠杆力臂的作图步骤（2）杠杆最省力的作图方法）杠杆最省力的作图方法动力作用点要选在杆的最远端（指距支动力作用点要选在杆的最远端（指距支点最远处）；点最远处）；连接动力作用点与支点连接动力作用点与支点(用虚线）

8、；用虚线）；根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定动力的方向；来确定动力的方向；以支点为起点，向动力作用线作垂足以支点为起点，向动力作用线作垂足.1.（2014辽阳辽阳）“节约用水，人人有责节约用水，人人有责”如如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，请你在图乙所示的示头手柄看作是一个杠杆，请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂意图中画出阻力臂 L2，并画出施加在，并画出施加在 A 点的点的最小动力最小动力 F1 及其力臂及其力臂 L1如答图所示如答图所示【解析】过【解析】过 O 点作阻力点作阻力

9、F2 的垂线，即为阻力的垂线，即为阻力F2 对支点的力臂对支点的力臂 L2；动力的方向应该向下，；动力的方向应该向下，动力最小，即动力臂最长，连接支点动力最小，即动力臂最长，连接支点 O 与动力与动力的作用点的作用点 A，过动力的作用点作垂线就得到施，过动力的作用点作垂线就得到施加的最小动力加的最小动力 F1 及力臂及力臂 L12. 判断滑轮组绳子段数及用力情况判断滑轮组绳子段数及用力情况（1）不计摩擦和机械本身的重力时，）不计摩擦和机械本身的重力时，F = G物物.n1（2）只考虑动滑轮的重力，不计摩擦和绳重时，）只考虑动滑轮的重力，不计摩擦和绳重时，F (n为承担物重的绳子段数为承担物重的

10、绳子段数).而承担物而承担物重的绳子段数则可以通过重的绳子段数则可以通过“隔离法隔离法”来确定，如来确定，如下图所示，在动滑轮和定滑轮之下图所示，在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子通过间画一条虚线，有几段绳子通过动滑轮动滑轮(或者有几条绳子与动滑轮或者有几条绳子与动滑轮相连相连)，就有几段绳子承担物重，就有几段绳子承担物重.nGG动动物物 滑轮组的组装：根据承担物重的绳子段数滑轮组的组装：根据承担物重的绳子段数n 的奇偶性确定绳子固定端的位置，即的奇偶性确定绳子固定端的位置，即“奇动偶定奇动偶定”：n 为奇数，绳子的固定端在动滑轮上；为奇数，绳子的固定端在动滑轮上；n 为偶数，绳子的固

11、定端在定滑轮上为偶数，绳子的固定端在定滑轮上.3. 机械效率的计算机械效率的计算机械效率的计算公式为机械效率的计算公式为 = 100，对于滑轮、，对于滑轮、滑轮组及斜面的机械效率的计算总结如下：滑轮组及斜面的机械效率的计算总结如下：总总有有WW有用功有用功总功总功机械效率机械效率物体物体 G 上上升高度为升高度为h 所做的所做的功功W有有 = Gh拉力拉力F 移移动动 s 所做所做的功的功 W总总= Fs(s = vt) = 100 = =物理量物理量简单机械简单机械总总有有WWFsGhGF有用功有用功总功总功机械效率机械效率物体物体 G 上上升高度为升高度为 h 所做的所做的功功W有有 =

12、Gh拉力拉力F 移移动动 s 所做所做的功的功 W总总 = Fs s = nh( n为动为动滑轮承担滑轮承担绳子的段绳子的段数数)= 100 = =总总有有WWFsGhnFG简单机械简单机械物理量物理量有用功有用功总功总功机械效率机械效率物体物体 A 移动移动距离为距离为 s所所做的功做的功 W有有 = fs（f 为物块为物块 A所所受的摩擦力）受的摩擦力）拉力拉力F 移动移动 s所做的功所做的功W总总 = Fs; s = ns（n为动滑轮承为动滑轮承担绳子的段担绳子的段数）数）= 100 =总总有有WWFss f nFf物理量物理量简单机械简单机械例例（2014南京南京）如图所示，搬运工人用

13、滑轮组如图所示，搬运工人用滑轮组在在 20 s 内将重为内将重为 540 N 的重物匀速提升的重物匀速提升 3 m，所用拉力为所用拉力为 200 N，则他所做的有用功是，则他所做的有用功是_J，额外功是，额外功是_J，拉力的功率是，拉力的功率是_W，滑轮组的机械效率是，滑轮组的机械效率是_. 例题图例题图1 6201809090%【解析】【解析】搬运工人所做的有用功为搬运工人所做的有用功为W有有= Gh = 540 N3 m = 1 620 J，总功为，总功为 W总总 = Fs = 200 N9 m = 1 800 J，额外功为，额外功为 W额额 = W总总W有有 = 1 800 J1 620

14、 J = 180 J，拉力的功率为，拉力的功率为 P = = 90 W，滑轮组的机械效率为，滑轮组的机械效率为= s20J1800 tW总总.90100J1800J1620100000000 总总有有WW2.（2013长沙）长沙）用图甲所示的滑轮组运送货物用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重上楼，每件货物重 100 N，每次运送的量不定，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为重为N，当某次运送，当某次运送 4 件货物时，绳子的件货物时，绳子的拉力

15、拉力 F 是是N，滑轮组的机械效率为，滑轮组的机械效率为（不考虑绳重和摩擦）（不考虑绳重和摩擦）80%100250%80%100N2502400N%100%100G%100N250N400N10021(1N4004N100N100N10021)(1N100%50%1002100N%100%100G%100%50N100 FnGFnhhWWGGnFGGGGGnFFFFnGFnhhWWG总总有有动动物物物物动动动动动动物物总总有有，根根据据）（），此此时时件件货货物物时时，当当运运送送解解得得，）（摩摩擦擦时时，根根据据公公式式，在在不不计计绳绳子子重重和和可可解解得得此此时时根根据据公公式式，时

16、时，机机械械效效率率物物【解解析析】当当被被提提升升的的货货 实验突破实验突破实验一实验一 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 （2014年年3次，次，2013年年2次，次，2012年年2次）次）1. 杠杆平衡的调节（杠杆平衡的调节（杠杆向右倾斜时，向左调杠杆向右倾斜时，向左调节平衡螺母；杠杆向左倾斜时，则向右调节平节平衡螺母；杠杆向左倾斜时，则向右调节平衡螺母衡螺母）（20132013年年1 1次）次）2.调节杠杆使其在水平位置平衡的目的（调节杠杆使其在水平位置平衡的目的（便于方便于方便测量力臂便测量力臂） （20142014年年2 2次，次，20132013年年1212次，次，20122

17、012年年1 1次）次）3.选择杠杆中间为支点的原因（选择杠杆中间为支点的原因（减少杠杆自重对减少杠杆自重对实验的影响实验的影响） （2013年年1次，次，2012年年1次）次）4.杠杆平衡条件的应用杠杆平衡条件的应用 （F1L1F2L2） （2014年年1次，次，2012年年1次）次）5.测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计的示数的变化（的示数的变化（测力计的示数将变大，因为拉测力计的示数将变大，因为拉力的力臂变小了力的力臂变小了） （2014年年1次，次，2013年年1次）次）6.需要多次实验（需要多次实验（只做一次实验得出的结论只做一次实验得出

18、的结论往往具有偶然性和片面性，不具普遍性往往具有偶然性和片面性，不具普遍性） （2014年年1次，次，2012年年1次）次）7.实验结论的提出实验结论的提出 （2013年年1次）次）8.实验评估实验评估实验结论：实验结论：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂，阻力臂，公式公式F1L1=F2L2例例1 （2014昆明昆明）在探究在探究“杠杆平衡条件杠杆平衡条件”的实的实验中，采用了如图所示的实验装置验中，采用了如图所示的实验装置.例例1题图（题图（1）调节杠杆平衡时，都应该使它在）调节杠杆平衡时，都应该使它在_位置平衡位置平衡.根据图示杠杆所处的位置，应根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向将平

19、衡螺母向_调整（选填调整（选填“右右”或或“左左”）.（2）挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡）挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡.此时此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆与杠杆_，挂钩码位置所对应的刻度值就等，挂钩码位置所对应的刻度值就等于于_.水平水平左左垂直垂直力臂力臂（3）某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不）某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是衡，你认为他们的做法是_.错误的错误的（4）实验的结果如下表所示）实验的结果如下表所示. 动力动力（

20、F1/N） 动力臂动力臂（L1/cm） 阻力阻力（F2/N） 阻力臂阻力臂（L2/cm）366325524224369234264428甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力动力+动力臂动力臂=阻力阻力+阻力臂阻力臂乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂两个同学都认为自己是对的，对方是错误的，两个同学都认为自己是对的，对方是错误的，那么你认为他们中正确的应该是那么你认为他们中正确的应该是_同学同学.原因原因是是_同学的结论仅从部分实验数据分析得到，同学的结论

21、仅从部分实验数据分析得到，不是所有实验数据都满足他总结的结论不是所有实验数据都满足他总结的结论.乙乙甲甲（5）下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、）下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子，属于费力的杠用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子，属于费力的杠杆是杆是_.镊子镊子【解析】【解析】（1）调节杠杆平衡时，都应该使它在水）调节杠杆平衡时，都应该使它在水平位置平衡，使杠杆的重心落到支点，消除杠杆平位置平衡，使杠杆的重心落到支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；杠杆右端低左端高，要使重对杠杆平衡的影响；杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向它在水平位置平衡，应将

22、杠杆右端的平衡螺母向左调节；（左调节；（2）对于直棒杠杆，如果力的方向与杠）对于直棒杠杆，如果力的方向与杠杆垂直，则力臂和支点与动力作用点之间的距离杆垂直，则力臂和支点与动力作用点之间的距离相等；如果力的方向与杠杆不垂直，则力臂小于相等；如果力的方向与杠杆不垂直，则力臂小于支点与动力作用点之间的距离；（支点与动力作用点之间的距离；（3）在挂上钩码）在挂上钩码后，如果出现不平衡，不能再调节平衡螺母，应后，如果出现不平衡，不能再调节平衡螺母，应通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡；通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡；（4）乙同学是通过）乙同学是通过6组实验结果，得出的实验组实验结果，得出的实

23、验结论是：杠杆平衡时：动力结论是：杠杆平衡时：动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂（或阻力臂（或F1L1=F2L2）.而甲同学仅仅通过前而甲同学仅仅通过前3组实验得出的结果，具有片面性和不正确性；组实验得出的结果，具有片面性和不正确性；（5）镊子是动力臂小于阻力臂的杠杆，是费）镊子是动力臂小于阻力臂的杠杆，是费力杠杆；而扳手和钉锤是动力臂大于阻力臂的力杠杆；而扳手和钉锤是动力臂大于阻力臂的杠杆，是省力杠杆杠杆，是省力杠杆.（1）实验时应多次测量是为了）实验时应多次测量是为了_；（2）实验时加减砝码应使杠杆在水平位置平衡，）实验时加减砝码应使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量这

24、样做的好处是：便于在杠杆上直接测量_；（3）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_（选填（选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”），），其原因是其原因是_.寻找普遍规律寻找普遍规律力臂力臂拉力的力臂变小拉力的力臂变小变大变大【解析】【解析】（1）只做一次实验得出的结论往往）只做一次实验得出的结论往往具有偶然性和片面性，不具普遍性；（具有偶然性和片面性，不具普遍性；（2）当）当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这样便

25、于测量力臂；（距离就是力臂，这样便于测量力臂；（3）当）当弹簧测力计向右倾斜时，拉力的力臂变小，根弹簧测力计向右倾斜时，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知拉力要变大据杠杆平衡条件可知拉力要变大.1.（2014锦州锦州）在探究）在探究“杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件”实实验中，所用的实验器材有杠杆和支架、尺、细验中，所用的实验器材有杠杆和支架、尺、细线、质量相同的钩码若干线、质量相同的钩码若干（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆两侧的螺母同时向时应将杠杆两侧的螺母同时向调调（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据）某同学进行正确的实验

26、操作后，能不能根据图甲这一组数据得出探究结论？图甲这一组数据得出探究结论？_（选填（选填“能能”或或“不能不能”），理由是），理由是_ _.（3）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡如果在）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码，则杠杆杠杆两侧各增加一个相同的钩码，则杠杆_ （选填（选填“左左”或或“右右”）端将下沉）端将下沉左左 不能不能实验数据少，具有实验数据少，具有右右偶然性偶然性（4）如图乙所示，用弹簧测力计在）如图乙所示，用弹簧测力计在处竖处竖直向上拉使杠杆在水平位置平衡当弹簧测直向上拉使杠杆在水平位置平衡当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，仍使杠杆在水平位置力计逐渐向右

27、倾斜时，仍使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将平衡，则弹簧测力计的示数将（选填（选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”），其原因），其原因是：是：_ 变大变大臂变小臂变小力力【解析】【解析】（1）杠杆右端下沉，说明左端较高，则）杠杆右端下沉，说明左端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向左端调节，使杠杆在应将左边或右边的平衡螺母向左端调节，使杠杆在水平位置平衡；（水平位置平衡；（2）只有一次实验总结实验结论）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，要多进行几次是不合理的，一次实验具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；（实验，避免偶然性；（3）根据杠杆的平衡条件：）

28、根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩，如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码，则杠杆左端码，则杠杆左端F1L1=（4+1）G3L=15GL，则杠，则杠杆右端杆右端F2L2=（3+1）G4L=16GL，钩码数量和格，钩码数量和格数的乘积右端大，所以杠杆右端将下沉；数的乘积右端大，所以杠杆右端将下沉；（4）由图示可知，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，）由图示可知，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，弹簧测力计拉力弹簧测力计拉力F的力臂的力臂L变小，变小，FA=4G，LA=3L保持不变保持不变.由杠杆平衡条件由杠杆平衡条件FALA=FL可知弹簧测力可知弹簧测力计的拉力变大计的拉力

29、变大.实验二实验二 测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率 （2014年年3次，次，2013年年6次，次，2012年年4次）次）1.实验用到的测量器材（实验用到的测量器材（弹簧测力计和刻度尺弹簧测力计和刻度尺等等） （2014年年2次，次，2013年年1次，次，2012年年1次）次）2.实验时，必须匀速拉动弹簧测力计（实验时，必须匀速拉动弹簧测力计（保证测保证测力计的读数与拉力的大小相同力计的读数与拉力的大小相同） （2014年年1次，次，2013年年2次，次，2012年年1次）次）3.实验中有用功、额外功、总功、机械效率的实验中有用功、额外功、总功、机械效率的计算计算 （2014年年2次，

30、次，2013年年3次）次）4.知道绳子自由端移动的距离和物体上升高度的知道绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系（关系（看有看有n段绳子吊着动滑轮，有段绳子吊着动滑轮，有n段，绳子自段，绳子自由端就费由端就费n倍的距离倍的距离） （2014年年1次，次，2013年年2次，次，2012年年1次）次）5.判断影响滑轮组机械效率的因素（判断影响滑轮组机械效率的因素（与滑轮自重、与滑轮自重、货物重、绳子重、摩擦力有关货物重、绳子重、摩擦力有关） （2014年年2次，次，2013年年1次）次）6.影响滑轮组机械效率大小的因素（影响滑轮组机械效率大小的因素（滑轮组的机滑轮组的机械效率与物体的重力、机械间

31、的摩擦力、动滑轮械效率与物体的重力、机械间的摩擦力、动滑轮的重力有关的重力有关） （2014年年1次，次，2012年年1次）次）7.控制变量法的应用：控制变量法的应用：（1）控制动滑轮的重力相同，通过改变所吊钩）控制动滑轮的重力相同，通过改变所吊钩码的数量，来探究滑轮组的机械效率与所吊钩码的数量，来探究滑轮组的机械效率与所吊钩码重力的关系码重力的关系 （2013年年1次，次，2012年年1次）次）（2）控制动滑轮组所吊起钩码数量相同，通过）控制动滑轮组所吊起钩码数量相同，通过改变动滑轮的数量，来探究滑轮组的机械效率改变动滑轮的数量，来探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系与动滑轮重力的关系 （

32、2013年年2次）次）8.实验数据分析（实验数据分析（应用控制变量法的思想应用控制变量法的思想） （2014年年2次，次，2013年年3次，次，2012年年1次）次）例例2 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表，实验装置如图所示到的数据如下表，实验装置如图所示.123钩码重钩码重G/N446钩码上升高度钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离绳端移动距离s/m0.30.4机械效率机械效率74.162.5实验次数实验次数物理量物理量（1）实验中应沿竖直方向）实验中应沿竖直方向_拉动弹簧拉动弹簧测

33、力计，使钩码上升测力计，使钩码上升.（2）通过表中数据可分析）通过表中数据可分析出第出第2次实验是用次实验是用_（选填（选填“甲甲”或或“乙乙”）图所示装）图所示装置做的实验置做的实验. 例例2题图题图匀速（匀速直线）匀速（匀速直线）乙乙（3）通过第）通过第1次实验和第次实验和第2次实验的数据分析可次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率组的机械效率_（选填（选填“越高越高”、“不变不变”或或“越低越低”）.（4）小组同学再用第）小组

34、同学再用第1次实验中使用的装置做第次实验中使用的装置做第3次实验，表中第次实验，表中第3实验中空缺的数据应为：绳端实验中空缺的数据应为：绳端移动距离移动距离s_m，机械效率，机械效率_.越低越低83.30.3【解析】【解析】（1）实验中应该沿竖直方向匀速向上拉）实验中应该沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计使物体向上做匀速直线运动动弹簧测力计使物体向上做匀速直线运动.（2）题图甲的滑轮组有题图甲的滑轮组有3股绳子承重，绳子自由端通过股绳子承重，绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的的距离是钩码上升高度的3倍；题图乙的滑轮组有倍；题图乙的滑轮组有4股绳子承重，绳子自由端通过的距离是钩码上升股绳子承重，

35、绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的高度的4倍倍.分析表中数据可知，第分析表中数据可知，第2次实验绳子自次实验绳子自由端移动的距离正好是钩码上升高度的由端移动的距离正好是钩码上升高度的4倍，而题倍，而题乙图绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的乙图绳子自由端通过的距离是钩码上升高度的4倍，倍，所以第所以第2次实验使用的是题乙图的装置次实验使用的是题乙图的装置.（3）由表中数据可知，第）由表中数据可知，第1次实验时绳子自由次实验时绳子自由端移动的距离正好是钩码上升高度的端移动的距离正好是钩码上升高度的 =3倍，所以它使用的是甲滑轮组，而第倍，所以它使用的是甲滑轮组，而第2次实验次实验使用的是乙滑轮

36、组使用的是乙滑轮组.显然，甲滑轮组动滑轮的个显然，甲滑轮组动滑轮的个数少，动滑轮质量小，重力小，而两次实验钩数少，动滑轮质量小，重力小，而两次实验钩码重、物体上升高度等都不变，所以探究的是码重、物体上升高度等都不变，所以探究的是机械效率与动滑轮个数（质量）的关系机械效率与动滑轮个数（质量）的关系.m1 . 0m3 . 0实验中，第实验中，第1次实验使用的甲滑轮组动滑轮个次实验使用的甲滑轮组动滑轮个数少（质量小），其机械效率较大，所以通数少（质量小），其机械效率较大，所以通过这两组实验可得：使用不同的滑轮组提升过这两组实验可得：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮相同的重物

37、时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低的质量越大），滑轮组的机械效率越低.（4）使用第）使用第1次实验使用的甲滑轮组做实验时，次实验使用的甲滑轮组做实验时，绳端通过的距离是钩码上升高度的绳端通过的距离是钩码上升高度的3倍，所以绳倍，所以绳端移动距离端移动距离s=3h=30.1 m=0.3 m，有用功是，有用功是W有有=Gh=6 N0.1 m=0.6 J，总功是，总功是W总总=Fs=2.4 N 0 . 3 m = 0 . 7 2 J ， 所 以 机 械 效 率， 所 以 机 械 效 率%WW100 总总有有 . %3 .83%100J72. 0J6 . 0 （1）在测量滑

38、轮组的机械效率时，需要的实验测）在测量滑轮组的机械效率时，需要的实验测量仪器有量仪器有_和和_；（2）第）第1次实验和第次实验和第3次实验中，第次实验中，第3次实验的机次实验的机械效率较械效率较_，这是因为两次实验中所做额外功，这是因为两次实验中所做额外功_，而第，而第3次实验所做有用功较次实验所做有用功较_；（3）此实验在探究滑轮组的机械效率的的实验中，）此实验在探究滑轮组的机械效率的的实验中，用到的物理研究方法是用到的物理研究方法是_法；法；（4）通过实验，请你提出提升滑轮组机械效率的）通过实验，请你提出提升滑轮组机械效率的两种方法：两种方法：_；_.弹簧测力计弹簧测力计刻度尺刻度尺高高多

39、多相同相同控制变量控制变量增加重物重量增加重物重量重力（减少绳子与滑轮间的摩擦力）重力（减少绳子与滑轮间的摩擦力）减轻动滑轮的减轻动滑轮的2.在在“探究滑轮组机械效率探究滑轮组机械效率”的实验中，某实的实验中，某实验小组采用图甲中验小组采用图甲中A、B两种绕线方式不同两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题题（1）下表是实验中的几组数据，请在表格的）下表是实验中的几组数据，请在表格的空白处填上相应的计算结果空白处填上相应的计算结果实实验验次次数数滑滑轮轮组组物块物块重重G/N物块上物块上升升的高度的高度h/m有用有用功功W有有/J拉力拉力F/N弹簧

40、弹簧测力测力计移计移动的动的距离距离s/m总总功功W总总/J机械机械效率效率1A0.500.20.100.200.40.08125%2A1.900.20.380.950.40.38100%3B0.500.20.100.250.64B1.900.20.380.750.60.4584.4%0.15 66.7（2）实验中机械效率）实验中机械效率（选填（选填“”、“”或或“”），而表格中），而表格中1、2两次实验的机械效率分别两次实验的机械效率分别为为125和和100这是什么原因？通过观察图乙和这是什么原因？通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发

41、现指针的位置不同，图乙中指针在零刻线的下方位置不同，图乙中指针在零刻线的下方（3）经过分析，找到了机械效率为）经过分析，找到了机械效率为100和和125的的原因是：用滑轮组原因是：用滑轮组进行实验时，弹簧测力计的示进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要数比细绳实际的拉力要，用测量值计算出的总，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要功比细绳实际拉力做的功要_，因此测得，因此测得的机械效率比实际效率要高的机械效率比实际效率要高小小小（或少）小（或少）（4）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，中，考虑弹簧测力

42、计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向弹簧测力计一般要竖直向移动；若弹簧测移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处。力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处。上上 （2）实际中，由于有用功总小于总功，所以机械）实际中，由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于效率总小于1而在第而在第1、2次实验中，由表格中数次实验中，由表格中数据知由两段绳子承担物重，所以拉力向下，由于测据知由两段绳子承担物重，所以拉力向下，由于测力计外壳本身有重力，所以此时所测拉力偏小，计力计外壳本身有重力，所以此时所测拉力偏小，计算出的总功也会偏小，从而造成机械效率偏大甚至算出的总功也会偏小，从而造成

43、机械效率偏大甚至大于大于100；（；（3）因为弹簧测力计本身具有重力，）因为弹簧测力计本身具有重力，所以当拉力方向竖直向下时，弹簧测力计的重力与所以当拉力方向竖直向下时，弹簧测力计的重力与测力计示数之和为绳端的实际拉力所以所测的测力计示数之和为绳端的实际拉力所以所测的%7 .66%100J15. 0J10. 0%100J15. 0m6 . 0N25. 01解析33333 总总有有用用总总；）】（【WWsFW 的拉力比实际的拉力要小的拉力比实际的拉力要小.因此计算的总功偏小，因此计算的总功偏小，根据公式根据公式 ，有用功不变，总功偏，有用功不变，总功偏小，所以测量的机械效率偏高；（小，所以测量的

44、机械效率偏高；（4）由于弹）由于弹簧测力计本身重力的影响，所以向下拉弹簧测簧测力计本身重力的影响，所以向下拉弹簧测力计误差会很大力计误差会很大,所以弹簧测力计一般要竖直向所以弹簧测力计一般要竖直向上移动上移动.%001 1 总总有用有用W WW W实验三实验三 探究斜面的机械效率探究斜面的机械效率 （2014年年3次，次，2013年年2次，次，2012年年3次）次）1. 弹簧测力计应匀速拉动绳子弹簧测力计应匀速拉动绳子 （2014年年2次，次，2013年年1次，次，2012年年1次）次）2. 改变斜面倾斜程度是通过改变斜面与水平面改变斜面倾斜程度是通过改变斜面与水平面的夹角来实现的的夹角来实现

45、的 （2014年年1次，次，2013年年1次）次）3. 有用功的计算方法（有用功的计算方法（W有用有用Gh）（2012年年1次）次）4. 总功的计算方法（总功的计算方法（W总总Fs） （2012年年1次）次）5. 斜面机械效率的计算方法（斜面机械效率的计算方法（ 100 100） （2014年年2次，次，2013年年1次）次）6. 影响斜面机械效率大小的因素（影响斜面机械效率大小的因素（斜面的机械斜面的机械效率和斜面的倾斜程度、物体重力、斜面的粗效率和斜面的倾斜程度、物体重力、斜面的粗糙程度有关：斜面越光滑、倾斜程度越大，物糙程度有关：斜面越光滑、倾斜程度越大，物体越重，斜面的机械效率越大体越

46、重，斜面的机械效率越大） （2014年年1次，次，2012年年2次）次）FsGh总总有有WW7. 提高机械效率的方法提高机械效率的方法 （2014年年1次，次，2013年年1次）次）实验结论：实验结论：斜面的机械效率与斜面的倾斜程斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、物体重力、斜面的粗糙程度有关；斜面度、物体重力、斜面的粗糙程度有关；斜面越光滑、倾斜程度越大、物体越重、斜面的越光滑、倾斜程度越大、物体越重、斜面的机械效率越大机械效率越大例例3（2014淄博淄博）小亮看到工人利用斜面把货小亮看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到物理课上学过的知识，提物推到车上，联想到物理课上学过的知识，提出了以下两个问题：（出了以下两个问题：（1）斜面越平缓越省力，）斜面越平缓越省力，是不是机械效率越高呢？（是不是机械效率越高呢？（2）对于同一个滑）对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？率越高呢？为了解决以上问题，小亮与几个