九年級(jí)物理《測(cè)滑輪組的機(jī)械效率》學(xué)案 人教新課標(biāo)版

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1、《測(cè)滑輪組的機(jī)械效率》學(xué)案 一、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)： 1、使用滑輪組,應(yīng)注意兩個(gè)關(guān)系式: (1)F＝． 式中G在不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦?xí)r,表示 ；在不計(jì)摩擦?xí)r，則表示 。 式中n表示 . (2)s=nh． 式中h為 ；n仍表示 ；s表示 。 二、自主學(xué)習(xí)： 1、我們利用滑輪

2、組提升物體做功時(shí)，目的是把物體提到一定高度處。演示（如圖1）：用滑輪組提物體時(shí)，什么是有用功？ 。 什么是總功？ 。 如何計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率？ 。 2、我們需要哪些測(cè)量儀器？ 。 需要測(cè)量哪些物理量呢？ 。 3、滑輪組的機(jī)械效率：η= 。 4、知道了如何測(cè)量滑輪組的

3、機(jī)械效率了，同學(xué)們猜想一下，滑輪組的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)呢？能說說你們的猜想依據(jù)嗎？ 因素1 依據(jù) 因素2 依據(jù) 因素3 依據(jù) 5. 根據(jù)你的分析，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案。 (1)實(shí)驗(yàn)所需的器材： 。 (2)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖： (3)探究步驟： ①按圖組裝滑輪組：用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成的滑輪組提升鉤碼。 ② 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，

4、使鉤碼上升一段距離，記錄 、 、 、 。 ③改變動(dòng)滑輪下所掛的鉤碼重，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②兩次，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入下表中。 ④根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，分別算出三次實(shí)驗(yàn)的 、 和這個(gè)滑輪組的 ，填入表中。 ⑤用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組提升鉤碼，重復(fù)步驟②③④。 思考l：怎樣用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力和滑輪對(duì)鉤碼的力?讀數(shù)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)是處于向上勻速運(yùn)動(dòng)中．還是處于靜止?fàn)顟B(tài)? 思考2：怎樣測(cè)量拉力將繩子提升

5、的距離s和重物上升的距離h? 思考3：如果沒有刻度尺，測(cè)不出s和h的具體值，能否算出機(jī)械效率?寫出計(jì)算機(jī)械效率的公式。 思考4：滑輪組的機(jī)械效率是否與動(dòng)滑輪重有關(guān)？如何驗(yàn)證？ 6. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 7. 分析與論證：通過實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫降慕Y(jié)論： (1)對(duì)于同一滑輪組， 。 (2)對(duì)于不同的滑輪組提升相同的物體時(shí) 。 8. 交流與評(píng)估 影響滑輪組機(jī)械

6、效率高低的主要因素有哪些? 說一說提高機(jī)械效率的方法是什么。 在該實(shí)驗(yàn)中，如果將彈簧測(cè)力計(jì)向下拉繩，其示數(shù)F會(huì) ；η會(huì) ； 如果在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，則示數(shù)F會(huì) ；η會(huì) 。(填變大、變小或不變) 創(chuàng)新與思考 1．小軍同學(xué)在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖2所示)，記錄的數(shù)據(jù)與處理結(jié)果如下表。同學(xué)們交流評(píng)估時(shí)，小軍發(fā)現(xiàn)他所記錄的數(shù)據(jù)其中一組有錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)的表格也存在問題。 (1)請(qǐng)你找出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并將糾正后的數(shù)據(jù)及結(jié)果填寫在空格內(nèi)。 (2)指出設(shè)計(jì)表格的不妥之處。 (3)在實(shí)驗(yàn)過程中，怎樣操作才能正確測(cè)量出拉力F? 2．小紅在升國旗時(shí)，感到向

7、下拉繩子所用的力，要比直接提起國旗所用的力大很多。她想到，升國旗采用的定滑輪機(jī)械效率是不是很低呢?她用了一個(gè)量程合適的彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出了定滑輪的機(jī)械效率。 (1)小紅的實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)你把步驟填寫完整。 ①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出國旗受到的重力G： ②用彈簧測(cè)力計(jì) 向下拉動(dòng)繩子，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)Ｆ。 ③定滑輪的機(jī)械效率表達(dá)式＝ 。 (2)如果要提高定滑輪的機(jī)械效率。你有什么辦法?請(qǐng)你說出一條。(國旗質(zhì)量不允許改變) 3.在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)和同學(xué)們組裝了如圖3所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每只滑輪重都相同，不計(jì)摩

8、擦和繩重）。 （1）對(duì)于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測(cè)出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧秤使鉤碼升高，從彈簧秤上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率η= 。 （2）比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，可知η甲 η乙（選填：＞、＜或＝）。 （3）實(shí)驗(yàn)后小強(qiáng)猜想，對(duì)于同一滑輪組（例如圖乙），它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的。你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)采用的正確方法是什么？ 答： 。 4 .某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)一滑輪組機(jī)械

9、效率的數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 動(dòng)滑輪 重G動(dòng)/N 鉤碼重 G物/N 鉤碼上升 高度h物/m 直接將鉤碼 舉高做的功 W有用/J 動(dòng)力F動(dòng)/N 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離 S動(dòng)/m 使用滑輪組動(dòng)力做的功 W總/J 滑輪組的機(jī)械效率 η 1 0.53 1 0.1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6% 2 2 0.1 0.2 1.1 0.3 0.33 60.6% 3 4 0.1 0.4 2 0.3 0.6 66.6% (1)請(qǐng)你在圖4中畫出本實(shí)驗(yàn)的繞繩方法。 (2)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度：克服動(dòng)滑輪的

10、重所做的額外功 （填“相同”或“不同”）；提升的物重增加時(shí)，克服摩擦和繩重所做的 額外功變 ，滑輪組的機(jī)械效率變　　　。 (3)多次改變提升的物重測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了 。（填字母） A.減小摩擦 B.多次測(cè)量取平均值減小誤差 C.獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律 (4)由本實(shí)驗(yàn) （填“能”或“不能”）推斷：任何機(jī)械的機(jī)械效率跟物重均有關(guān)。 5、在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖5所示的同一滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下： (1)寫出表中標(biāo)有編號(hào)①、②和③的空格處的數(shù)據(jù)? (2)在實(shí)驗(yàn)

11、操作中應(yīng)該怎樣拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)? (3)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機(jī)械效率主要與什么因素有關(guān)?為什么? (4)不同滑輪組的機(jī)械效率又與其它哪些因素有關(guān)呢?(列舉一例) 6、在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，小紅用如圖6所示的滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表： 實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 物重 G/N 物體上升的距離h/cm 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N 彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm 機(jī)械 效率η 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2

12、 30 50% 3 3 10 2.5 30 （1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)量工具是 和彈簧測(cè)力計(jì)。 （2）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。 （3）在表中的空格處填上第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率。 （4）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越 。 參考答案： 一、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)： （1）物重 物重與動(dòng)滑輪重 繩子段數(shù) （2）物體上升高度 繩子段數(shù) 繩子自由端移動(dòng)的距離 二、自主學(xué)習(xí)： 1、提升物體所做的功 拉力所做的功

13、 2、彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 G h F s 3、η＝ 4、因素1 物重 依據(jù) 有用功在總功中占的比例增大 因素2 摩擦 依據(jù) 額外功在總功中占的比例增大 因素3 動(dòng)滑輪重 依據(jù) 額外功在總功中占的比例增大 5、（1）動(dòng)、定滑輪 細(xì)繩 彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 鉤碼 （2）實(shí)驗(yàn)裝置圖（如圖1） （3）②豎直勻速 G h F s ④W有用 W總 η 7.（1）提升的物體越重 η越高 （2）G動(dòng)越重

14、 η越低 8、變小 變大 變小 變小 創(chuàng)新與思考 1．（1）0.25 0.1 75% （2）不需要取平均值 （3）豎直勻速向上拉 2、（1）②豎直勻速 ③G/F （2）減小摩擦力（加潤滑油） 3、（1）G/3F （2）＞ （3）改變鉤碼重，分別測(cè)出η，進(jìn)行比較 4、（1）如圖2 （2）相同 大 大 （3）C （4）不能 5、（1）88.9% 2.2 30 （2）豎直勻速向上 （3）物重 W額一定，W有用增大，η增大 （4）動(dòng)滑輪重 摩擦 6、（1）刻度尺 （2）勻速 （3）40% （4）小