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测滑轮组的机械效率和相关例题

2025-12-16 08:40:00综合与其它470

测滑轮组的机械效率是一个常见的实验操作。下面是一个基本的实验步骤和例题:zU3物理好资源网(原物理ok网)

实验步骤:zU3物理好资源网(原物理ok网)

1. 确定滑轮组的组装方式,记下每个滑轮的型号和数量。zU3物理好资源网(原物理ok网)

2. 用细绳绕过滑轮,确保每个滑轮都被绳子穿过。zU3物理好资源网(原物理ok网)

3. 记下绳子的起始位置,确保绳子通过第一个滑轮后,在下面绕过第二个滑轮,然后再绕过第三个滑轮。zU3物理好资源网(原物理ok网)

4. 在重物和动滑轮上挂上适当的重物和滑轮。zU3物理好资源网(原物理ok网)

5. 将测力计调零。zU3物理好资源网(原物理ok网)

6. 拉动绳子自由端,使重物或动滑轮上升。zU3物理好资源网(原物理ok网)

7. 记录下拉力F的大小和物体上升的高度或绳子的自由端移动的距离s。zU3物理好资源网(原物理ok网)

8. 计算机械效率。zU3物理好资源网(原物理ok网)

例题:zU3物理好资源网(原物理ok网)

题目:使用一个由三个滑轮组成的滑轮组提起一个重物G,测得拉力F=25N,物体上升高度为0.5m,绳子自由端移动的距离为1.5m,求该滑轮组的机械效率。zU3物理好资源网(原物理ok网)

解题过程:zU3物理好资源网(原物理ok网)

根据题目,可以列出如下公式:zU3物理好资源网(原物理ok网)

机械效率 = (物体重量 / 拉力) × (拉力移动的距离 / 物体重量移动的距离)zU3物理好资源网(原物理ok网)

已知条件:zU3物理好资源网(原物理ok网)

G = 重物重量(未知)zU3物理好资源网(原物理ok网)

F = 拉力(已知)zU3物理好资源网(原物理ok网)

s = 绳子自由端移动的距离(已知)zU3物理好资源网(原物理ok网)

h = 物体上升的高度(已知)zU3物理好资源网(原物理ok网)

未知量:G = 重物重量(未知)zU3物理好资源网(原物理ok网)

根据题目中的信息,我们可以得到:zU3物理好资源网(原物理ok网)

机械效率 = (F/G) × (s/h)zU3物理好资源网(原物理ok网)

带入已知数据,得到:zU3物理好资源网(原物理ok网)

机械效率 = (25/G) × (1.5/0.5)zU3物理好资源网(原物理ok网)

为了求解G,我们需要将机械效率的值代入公式中。由于我们不知道重物的重量,所以需要使用一个未知数来表示它。在这里,我们使用字母G来表示重物的重量。现在,我们可以解这个方程来求解G的值。将机械效率的值代入公式中,得到:zU3物理好资源网(原物理ok网)

机械效率 = (25/G) × (1.5/0.5) = ... (这里用“...”表示具体的数值)zU3物理好资源网(原物理ok网)

解这个方程得到:G = ... (这里用“...”表示具体的数值)zU3物理好资源网(原物理ok网)

所以,这个滑轮组的机械效率为:机械效率 = (25/(G)) × (1.5/0.5) = ... (这里用“...”表示具体的数值)。zU3物理好资源网(原物理ok网)

注意:这是一个简单的例子,实际操作中可能涉及到更复杂的问题和更多的已知条件。在实际操作中,还需要考虑摩擦力和其他因素的影响。zU3物理好资源网(原物理ok网)

测滑轮组的机械效率的例题:zU3物理好资源网(原物理ok网)

1. 实验目的:测量滑轮组的机械效率。zU3物理好资源网(原物理ok网)

2. 实验原理:利用动滑轮和重物重力之比算出绳子的段数,再根据公式η=W有用/W总=Gh/Fs求出机械效率。zU3物理好资源网(原物理ok网)

3. 实验器材:滑轮组、重物、刻度尺、弹簧测力计。zU3物理好资源网(原物理ok网)

4. 实验步骤:zU3物理好资源网(原物理ok网)

a. 用弹簧测力计测量重物的重力并记录。zU3物理好资源网(原物理ok网)

b. 组装滑轮组并固定好。zU3物理好资源网(原物理ok网)

c. 用刻度尺测量重物上升的高度和绳子的自由端移动的距离并记录。zU3物理好资源网(原物理ok网)

d. 弹簧测力计读数并记录。zU3物理好资源网(原物理ok网)

e. 计算滑轮组的机械效率并记录。zU3物理好资源网(原物理ok网)

5. 数据处理:根据测量的数据,求出有用功、总功和机械效率,并分析误差原因。zU3物理好资源网(原物理ok网)

以上步骤仅供参考,具体实验过程还需根据实际情况进行调整。zU3物理好资源网(原物理ok网)

测滑轮组的机械效率是初中物理的一个重要实验,也是学生容易出错的一个知识点。常见问题主要有以下几个方面:zU3物理好资源网(原物理ok网)

1. 动滑轮和定滑轮的区分:动滑轮可以随重物一起移动,而定滑轮不能。在滑轮组中,有几个动滑轮就表示拉力移动的距离是重物上升距离的几分之一。zU3物理好资源网(原物理ok网)

2. 如何正确组装滑轮组:需要确保绕线方法是“奇动偶定”,即绳子起始端要系在动滑轮上,且绕线的方向要遵循“奇数段绳子吊住动滑轮”的原则。zU3物理好资源网(原物理ok网)

3. 如何正确测量机械效率:需要使用刻度尺测量重物和动滑轮(或定滑轮)提升的高度,再测量出拉力的大小。机械效率的计算公式是:机械效率=GH/FS,其中G表示物重,H表示物体被提升的高度,S表示绳子的拉力移动的距离,F表示拉力。zU3物理好资源网(原物理ok网)

4. 理解机械效率公式:机械效率不可能大于或等于1,因为这表示有部分能量会损失掉。zU3物理好资源网(原物理ok网)

5. 理解提升重物质量对机械效率的影响:一般来说,提升同样高度的重物质量越大,机械效率越高。但需要注意的是,不能单纯为了提高机械效率而忽视实际操作中的其他因素,如绳索的磨损、滑轮的摩擦等。zU3物理好资源网(原物理ok网)

以下是一个关于测滑轮组机械效率的例题:zU3物理好资源网(原物理ok网)

小明同学想测量滑轮组的机械效率。他找来了如下图的实验器材:一个弹簧测力计、一个铁架台、一根细绳、质量均相等的钩码六个。zU3物理好资源网(原物理ok网)

(1)请在图中画出实验器材组装前固定在铁架台上的滑轮组绕绳方法;zU3物理好资源网(原物理ok网)

(2)小明将滑轮组竖直放置,挂在弹簧测力计下,然后向下拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计的示数来反映绳子的拉力F的大小;zU3物理好资源网(原物理ok网)

(3)小明在实验中存在一处错误,请你指出并加以更正:______;zU3物理好资源网(原物理ok网)

(4)实验中测得钩码的重力为G=2N,则该滑轮组的机械效率为______;若将钩码增加到原来的两倍,则该滑轮组的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。zU3物理好资源网(原物理ok网)

答案:(1)解:由题意知,使用的是动滑轮,所以要从动滑轮绕线。绳子的起始端要固定在定滑轮上,如下图所示: zU3物理好资源网(原物理ok网)

(3)小明在实验中存在一处错误是:没有让每个绳端承担一定的重物,而是让两个绳端各承担了一个重物。更正为:应让每个绳端承担相等的重物; zU3物理好资源网(原物理ok网)

(4)由题意知$n = 3$,$G = 2N$,$G_{总} = 6N$,则$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} \times 100\% = \frac{Gh}{Fs} \times 100\% = \frac{2N}{3F} \times 100\% = \frac{6}{9} \times 100\% = 66.7\%$;若将钩码增加到原来的两倍时,有用功增加为原来的两倍,额外功几乎不变(摩擦因数不变),所以机械效率变大。zU3物理好资源网(原物理ok网)

以上就是关于测滑轮组机械效率和相关例题的常见问题。学生可以通过做题和老师的讲解来加深对这部分知识的理解。zU3物理好资源网(原物理ok网)