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时间:2018-07-11
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1、斜面机械效率公式为:η=W有/W总=Gh/Fs。 斜面机械效率的推导(G为物体重量,h为斜面竖直高度,F为拉力大小,s为斜面长度。) 推导公式:η=sinθ/μcosθ+sinθ (θ为斜面倾角,μ为滑动摩擦系数) 推导过程:如图,将物体重力垂直分解为垂直于斜面的力F⊥和平行于斜面的力F∥,则: η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/(f+F')s=Gh/(μF⊥+F∥)s=Gsinθ*s/(μGcosθ+Gsinθ)*s=sinθ/μcosθ+sinθ机械效率的意义 (1)机械效率是反映机械性能
2、的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和,因而有用功只占总功的一部分。显然,有用功所占比例越大,机械对总功的利用率就越高,机械的性能就越好。物理中,用机械效率来表示机械对总功得了利用率。 (2)在计算机械效率时,注意物理量名称所标示的意义。总功:即动力对机械所做的功,称之为动力功,也叫输入功。 理想机械:W总=W有用,W输入=W输出,W动=W阻。 实际机械:W总=W有用+W额外,W输入-W输出=W额外,W动=W有用阻力+W无用阻力相关实验 1、研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。 猜
3、想:斜面的倾斜程度越大,机械效率越高 实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺 (实验过程中,保持木块的重量G不变,斜面长S不变,改变的是斜面的高度h和拉力F) 实验步骤:(将所测数据填入表格一中) ①用弹簧测力计测出木块的重力G ②用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1 ③用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1 ④改变斜面的倾斜程度,量出斜面的高度h2 ⑤用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2 计算公式: W有1=Gh1W有2=Gh2 W总1=F1SW总2=F2S 表
4、格一:斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡附:试验参考数据(九(3)班哈瑞同学测得的数据)斜面的倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓1.50.090.50.70.1350.3538.5%较陡1.50.090.70.70.2550.4952%结论:在其他条件一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高 2、研究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系。 猜想
5、:斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关 实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺 (实验过程中,保持木块的重量G不变,斜面长S不变,斜面的高度h不变,改变的是物体斜面接触面积,和拉力F)(建议有困难的学生选此实验) 实验步骤:(将所测数据填入表格二中) ①用弹簧测力计测出木块的重力G ②用刻度尺两处斜面的长度S和高度h ③把木块平放,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1 ④把木块侧放,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2 计算公式:W有=Gh W总1=F1S W总
6、2=F2S 表格二:接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小较大附:试验参考数据(仅供参考,不得死记硬背,要实事求是)接触面大小物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较小1.50.170.70.70.2550.4952%较大1.50.170.70.70.2550.4952%结论:斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关 3、研究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系。 猜想:表面越
7、光滑,机械效率越高 实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺 (实验过程中,保持木块的重量G不变,斜面长S不变,斜面的高度h不变,改变的是斜面的粗糙程度和拉力F) 实验步骤:(将所测数据填入表格三中) ①用弹簧测力计测出木块的重力G ②用刻度尺两处斜面的长度S和高度h ③把木块放木板上,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1 ④在木板上铺好毛巾,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2 计算公式:W有=Gh W总1=F1S W总2=F2S 表格三斜面的粗糙程度物体重量G/N
8、斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较平滑较粗糙附:试验参考数据(反对死记硬背,要实事求是)斜面的粗糙程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较平滑1.50.170.70.70.2550.4952%较粗糙1.50.1710.70.2550.736%结论:在其他条件一定时,斜面表面越粗糙,机械效率越低 4、研究斜面的机械效率与物体
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