斜面效率
1.研究斜面的機械效率與什麼有關系?
猜想:當斜面光滑程度相同時,斜面的傾斜程度越大,機械效率越高
設計實驗:器材:斜面、木塊、彈簧測力計、刻度尺
(實驗過程中,保持木塊的重量G不變,斜面長S不變,改變的是斜面的高度h和拉力F)
進行實驗:(将所測數據填入下表中)
①用彈簧測力計測出木塊的重力G
②用刻度尺l量出斜面的長度S和高度h1
③用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F1
④改變斜面的傾斜程度,量出斜面的高度h2
⑤用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F2
2.研究斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面大小有什麼關系?
猜想:斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面大小無關
設計實驗:器材:斜面、木塊、彈簧測力計、刻度尺
(實驗過程中,保持木塊的重量G不變,斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是物體斜面接觸面積,和拉力F)(建議有困難的學生選此實驗)
進行實驗:(将所測數據填入下表中)
①用彈簧測力計測出木塊的重力G
②用刻度尺兩處斜面的長度S和高度h
③把木塊平放,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F1
④把木塊側放,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F2
⑤根據公式:W有=W總=
3.研究斜面的機械效率與它的粗糙程度有什麼關系?
猜想:表面越光滑,機械效率越高
設計實驗:器材:斜面、木塊、彈簧測力計、刻度尺
(實驗過程中,保持木塊的重量G不變,斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是斜面的粗糙程度和拉力F)
進行實驗:(将所測數據填入下表中)
①用彈簧測力計測出木塊的重力G
②用刻度尺兩處斜面的長度S和高度h
③把木塊放木闆上,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F1
④在木闆上鋪好毛巾,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F2
⑤根據公式:W有=W總=
4.研究斜面的機械效率與物體的重量有什麼關系?(建議了解)
猜想:斜面的機械效率與物體的重量無關
設計實驗:器材:斜面、木塊、彈簧測力計、刻度尺
(實驗過程中,保持斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是物體重量G和拉力F)
進行實驗:(将所測數據填入下表中)
①用彈簧測力計測出木塊的重力G1,用刻度尺兩處斜面的長度S和高度h
②把木塊放木闆上,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F1
③用彈簧測力計測出木塊和鈎碼的重力G2
④用彈簧測力計拉木塊和鈎碼做勻速直線運動,讀出拉力F2
⑤根據公式:W有=W總=FS
常見效率
噴氣推進系統:16%-24%
起重機:40%-50%
内燃機(汽油發動機):22%-27%
柴油發動機:28%-30%
渦輪水泵:60%-80%
滑輪組:50%-70%
電動機:70%
火箭:49%~52%
增大效率
1、有用功:定義:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2、額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)
斜面:W額=fL
3、總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS
4、機械效率:定義:有用功跟總功的比值。
公式:定滑輪:
動滑輪:滑輪組:
5、有用功總小于總功,所以機械效率總小于1。通常用百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
6、提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。
7、機械效率的測量:
(1)原理:
(2)應測物理量:鈎碼重力G、鈎碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
(3)器材:除鈎碼、鐵架台、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
(4)步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鈎碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。
(5)結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:
動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
提升重物越重,做的有用功相對就多。
摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
8、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率
(1)當總功一定時,機械所做的有用功越多,或額外功越少,機械效率就越高。
(2)當有用功一定時,機械所做的總功越少,或額外功越少,機械效率就越高。
(3)當額外功一定時,機械所做的總功越多,有用功在總功中所占的比例就越大,機械效率就越高。