影响机械效率因素的分析

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1、影响机械效率因素的分析　　由机械效率η=W有/W总分析，影响机械效率的因素就是W有和W总，而W总=W有+W额即W有和W额在W总中的比值。但是具体到不同的简单机械中，影响机械效率的因素又是各不相同的。　　1.影响斜面机械效率的因素　　影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度。倾斜程度影响的是有用功，粗糙程度影响的是额外功。斜面越光滑，机械效率越高；斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。　　图1例1.如图1所示是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置。　　（1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相

2、同的长木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要的测量工具是。　　（2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表：　　实验　　次数接触面粗糙　　程度物块　　重　　G/N物块上7　　升的高　　度h/m沿斜面　　的拉力　　F/N物块移　　动的距　　离l/m机械　　效率1较粗糙　　（木块-木板）2.00.251.20.8052%2同上2.00.351.40.8063%3同上5.00.353.50.8063%4较光滑　　（铁块-木板

3、）5.00.353.10.80①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与、、的关系。　　②在第四次实验中，斜面的机械效率为。　　解析：（1）分析表中需要测量的物理量，从而知道需要的测量工具。由表中数据可见需要测量的物理量有四个：物块的重力、沿斜面的拉力、物块上升的高度、物块移动的距离，其中前两个由弹簧测力计完成，后两个由刻度尺来完成，因此还需要补充的器材是刻度尺。　　（2）①分析实验1、2，接触面的粗糙程度、物块重力相同，斜面的倾斜程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系（有关）；　　

4、分析实验2、3，斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同，物块重力不同，机械效率相同，研究的是斜面的机械效率与物块重力的关系（无关）；7　　分析实验3、4，斜面的倾斜程度、物块重力相同，接触面的粗糙程度不同，机械效率不同，研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系（有关）。　　由此可见探究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重力、斜面倾斜程度的关系。　　②斜面的有用功等于物块的重力和物块上升高度的乘积，即W有=Gh；总功等于沿斜面的拉力和物块移动距离的乘积，即W总=Fl。　　斜面机械效率η=W有/W总=Gh/Fl

5、=(5N×0.35m)/(3.1N×0.8m)≈71%。　　所以，根据以上实验数据分析，斜面的机械效率与接触面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，与物体的重力无关。接触面越光滑，机械效率越高；斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。　　2.影响滑轮组机械效率的因素　　在不考虑绳的重力，绳与轮、轮与轴之间的摩擦时，影响滑轮组机械效率的因素有：滑轮自身的重力和物体的重力。物体的重力影响的是有用功，动滑轮自身的重力影响的是额外功。物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高；动滑轮自身的重力越大，机械效率越低。　　例2.在“探究影响滑轮组

6、机械效率的因素”实验中，小明用图2所示的滑轮做了多次实验，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：　　物理量　　　　实验次数钩码　　总重7　　G/N钩码上升　　的高度　　h/m测力计　　示数　　F/N测力计移　　动距离　　s/m机械　　效率　　η140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%图2（1）第1次实验测得的机械效率为。（结果保留两位有效数字）　　（2）分析表中数据可知：第2次实验是用图做的；第4次实验是用图做的。（填“甲”、“乙”或“丙”)　　（

7、3）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率。　　（4）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。　　解析：（1）第一次实验测得的机械效率η=W有/W总=Gh/Fs=(4N×0.1m)/(1.8N×0.3m)≈74%。7　　（2）同一装置的滑轮组，物体越重，机械效率越高；拉同一重物，动滑轮越重（动滑轮个数越多），机械效率越低。所以第二次实验机械效率最高

8、，应该是用乙图做的；第四次实验机械效率最低，应该是用丙图做的。　　（3）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，增大所拉物体的重力可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。　　（4）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。