比較操作(2)和(3)中F和F的大小可以看出,坡度越省力,效率不一定越高。 提高斜面機械效率的方法:在其他條件不變的情況下,斜面的傾角越大,機械效率越高; 斜平面表面粗糙度越大,機械效率越低; 機械效率與物體的重量無關,物體斜面之間的接觸面大小無關緊要。 例如:如圖所示,斜坡的高度為1m,長度為3m。 工人沿斜坡方向用400N的力將重840N的箱子拉到車上。 此過程中拉力所做的功為 ,機械效率為 。 為了提高斜面的機械效率,鋁應該。 (寫出措施) 分析:提高機械效率的途徑是減少總功,提高有用功占總功的比例。 答案:% 降低斜面粗糙度 第2頁斜面的機械效率如何計算,共8頁 初中物理關于斜面機械效率的知識點(二)斜面機械效率的定義 機械效率是反映質量的重要標志之一的機械性能。 總功等于有用功和額外功之和,因此有用功只占總功的一部分。 顯然,有用功所占的比例越大斜面的機械效率如何計算,機器對總功的利用率就越高,機器的性能就越好。 在物理學中,機械效率用來表示機械總功的利用率。 斜面機械效率公式 斜面機械效率公式為:=Whave/=Gh/Fs。 (G為物體的重量,h為斜面的垂直高度,F為拉力,s為斜面的長度。)推導公式:=(為斜面的傾斜角度,為滑動摩擦系數)推導過程:如圖所示,物體的重力垂直分解為垂直于斜面的力F和平行于斜面的力F∥,則:=W has/W Total=Gh /Fs=Gh/(f+F)s=Gh/(F+F∥)s=Gsin*s /(Gcos+Gsin)*s=sin/cos+sin=1/(cot+1) 實驗研究斜面的機械效率。 斜面的機械效率與斜面的傾斜度之間的關系。 猜想:斜面的傾斜度越大,機械效率越大。 高實驗設備:斜面、木塊、彈簧測力計、天平(實驗時保持木塊上的重力G不變,斜面的長度S不變,變化的是木塊的高度h和拉力F)實驗步驟(將測量數據填寫在表1中) 第3頁(共8頁) ① 用彈簧測力計測量木塊的重力G ② 用秤測量斜面的長度S和高度 ③ 使用彈簧測力計拉木塊勻速直線運動,讀取拉力。 4. 改變斜坡的傾斜度并測量斜坡的高度。 5、用彈簧測功機拉動木塊勻速直線運動,讀取拉力計算公式: 表1:附:試驗參考數據結論:其他條件不變時,木塊的傾斜度越大斜面越大,機械效率越高。 研究斜面的機械效率與斜面之間的接觸面尺寸之間的關系。 猜想:斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面的大小無關。 實驗設備:斜面、木塊、彈簧測力計、天平(實驗時保持木塊重量G不變,斜面長度S不變,斜面高度h不變。變化的是物體斜面的接觸面積與拉力F)(建議有困難的同學選擇該實驗)實驗步驟:(將測量數據填入表2)①用彈簧測力計測量木塊的重力G ② 用秤測量斜面的長度S 和高度h ③ 將木塊放平,用彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動,讀取木塊的重力G。拉力。 ④ 將木塊側放,用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀取拉力。 計算 第4頁共8頁 公式: 表2: 附:測試參考數據 結論:斜面的機械效率與物體斜面之間的接觸面大小無關。 研究斜面機械效率與其粗糙度之間的關系。 猜想:表面越光滑,機械效率越高。 實驗設備:斜面、木塊、彈簧測力計、天平(實驗時木塊重量G不變,斜面長度S不變,斜面高度h不變,變化的是粗糙度) F)實驗步驟:(將測量數據填入表3) ①用彈簧測力計測量木塊的重力G ②用木塊兩個斜面的長度S和高度h ③將木塊放在木板上,用彈簧測力拉動木塊做勻速直線運動,讀取拉力。 ④ 在木板上鋪上毛巾,用彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動,讀出拉力計算公式:表3結論:其他條件不變時,坡度越大,表面粗糙度越大,機械效率越低。 研究斜面機械效率與物體重量之間的關系。 猜想:斜面的機械效率與物體的重量無關。 第 5 頁(共 8 頁) 實驗設備:斜面、木塊、彈簧測力計、天平(實驗時,保持斜面長度 S 不變,斜面高度 h 不變,變化的是斜面的重量 G 和拉力 F)物體)實驗步驟:(將測量數據填入表4)①用彈簧測量用測力計測量木塊的重力G1。 使用標尺兩個斜面的長度S和高度h。 ② 將木塊放在木板上。 用彈簧測力計拉動木塊作勻速直線運動。 讀取拉力F1。 ③ 用彈簧測量力。 測量木塊和鉤碼的重力G2。 ④用彈簧測功機拉動木塊和鉤碼勻速直線運動,讀出拉力F2。 表4 附:測試參考數據 * 這里的51%是由于拉力的四舍五入所致。 。
結論:機械效率與物體的重量無關。 經典例子。 為了探究斜面的機械效率與斜面傾斜程度之間的關系,小黃用彈簧規將同一個木塊沿著相同粗糙度的斜面以等速向上拉動,如圖所示。 ,實際數據記錄在表中: 實驗次數 傾斜度 木塊重量 G/N 傾斜高度 h/m 沿坡拉力 F/N 傾斜長度 s/m 機械效率 1 較慢 100.46.612 較陡 100.57.6165.8 % 第 6 頁,共 8 頁 3 最陡的是 100.68.4171.4% (1) 根據表中數據,第一個實驗可得:有用功為,機械效率為 _____,木塊的內能并且斜面有所增加。 (2)分析表中數據,初步得出的結論是:在其他條件不變的情況下,斜坡的坡度越陡,斜坡的機械效率越_____。 答案:460.6% 2.6 高分辨率:(1)使用斜面時,有用功按W=Gh計算,總功按=Fs計算,機械效率=100%; 木塊運動過程中,木塊與斜面之間存在摩擦,因此會產生摩擦熱,增加的內能是附加功。 (2)根據控制變量法,通過比較第二列和最后一列,可以得到斜面機械效率與斜面傾斜度之間的關系。 解: (1) 第一個實驗:有用功為:W has = Gh = 10N0.4m = 4J; 總功為:W總計=FS=6.6N1m=6.6J; 斜面的機械效率為:=100%=100%60.6%。 木塊與斜面的內能增加W量=W總計-W=6.6J-4J=2.6J。 (2)從表中可以看出,在其他條件相同的情況下,斜面的傾斜程度不同,斜面的機械效率也不同。 因此可以得出結論,在其他條件相同的情況下,斜面的傾斜度越陡,斜面的機械效率越高。
因此,答案為:(1)4J; 60.6%; 2.6J; (2)高。 Page 7 of 8 在探索斜面的實驗活動中,為了探究:斜面的省力性與斜面的傾斜角度之間的關系以及影響斜面的機械效率的因素。 某課題組進行了將一塊相同材料在斜面上勻速滑動的探索性實驗(如圖所示),記錄實驗數據如下: (123) (1) 根據中的數據表,計算第五次實驗中的總功即為機械效率。 (2)分析第2次、第4次、第5次實驗的數據,得出結論:接觸面粗糙度相同時,傾斜角度越小越好。 (3)分析第一個實驗的數據可以看出,斜面的機械效率與物體的重力無關。 (4)綜合分析表中信息,可以看出,在實際生活和生產中使用斜面時,提高斜面機械效率的實際措施有哪些? 答案: 答案:(1)0.60; 83% (2) 節省勞動力 (3 )2, 3(4) 盡可能減少斜面的摩擦阻力 第 8 頁,共 8 頁