Question

九（1）班的物理小組“滑輪組機械效率與哪些因素有關(guān)”的實驗，你幫他們完成下列步驟：
（1）該實驗原理是

η=

W有用

W總

；需要的測量器材有

彈簧測力計

、

直尺

；
（2）在測量拉力時應(yīng)

豎直向上勻速直線

拉動彈簧測力計并讀數(shù)，如果在靜止時讀數(shù)，測得的機械效率將

偏大

（偏大/偏小/不變）；
（3）將第3次實驗的機械效率計算好，并填在表的空格中，你能分析一下機械效率不能是100%的原因嗎？請你試著寫出一條：

要克服動滑輪重做額外功

；

序號	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	繩端拉力F/N	繩端移動的距離s/m	機械效率η
1	4	0.1	1.8	0.3	74%
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	8	0.1	3	0.3	88.9%

（4）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是：

在動滑輪重一定時，物體越重機械效率越高

；
（5）為了驗證滑輪組的機械效率與動滑輪個數(shù)（動滑輪重）有關(guān)，請寫出有簡要的實驗步驟：

使用動滑輪個數(shù)不同的兩個滑輪組提升同一重物，分別測出其機械效率進行比較便可得出結(jié)論

．

Answer 1

分析：（1）掌握機械效率的計算公式：P=

W有用

W總

=

Gh

Fs

，所以要測量G、h、F、s，用到工具彈簧測力計和刻度尺．
（2）要正確測出拉力的大小，需要勻速豎直向上拉動測力計．在拉動彈簧測力計時，不僅要克服物體和動滑輪的重力，而且要克服摩擦做功．
（3）將第三次的數(shù)據(jù)代入公式P=

Gh

Fs

便可得出結(jié)論．知道使用滑輪組時所做的額外功分別是克服動滑輪重力和摩擦做的功．
（4）正確分析數(shù)據(jù)中變化的量和不變的量，分析機械效率的變化是由于什么的變化而引起的．
（5）掌握滑輪組機械效率的測量方法，要探究機械效率與動滑輪重之間的關(guān)系，需使被提升物體的重力不變，改變動滑輪的個數(shù)（動滑輪重）．

解答：解：（1）滑輪組機械效率的測量原理為：η=

W有用

W總

．
由于W_有用=Gh，W_總=Fs，所以要用到彈簧測力計測量物重G和拉力F，用刻度尺測量物體上升高度h和繩子自由端移動的距離s．
（2）要正確地測出拉力的大小，需豎直向上勻速拉動測力計．
若在靜止時讀數(shù)，此時測得的拉力沒有克服摩擦力，所以計算出的總功偏小，根據(jù)公式η=

W有用

W總

，則計算出的機械效率偏大．
（3）第三次實驗的效率η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

8N×0.1m

3N×0.3m

≈88.9%
由于在使用滑輪組時要克服動滑輪重力做額外功，所以機械效率小于1．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，實驗中使用的是同一個滑輪組，所以動滑輪的重力相同，被提升的鉤碼重增大，滑輪組的效率也提高，可以得出在動滑輪重一定時，物體越重機械效率越高．
（5）要探究機械效率與動滑輪個數(shù)（動滑輪重）之間的關(guān)系，需使滑輪組提升的物重相同，動滑輪的個數(shù)不同．
故答案為：（1）η=

W有用

W總

；彈簧測力計；直尺；（2）豎直向上勻速直線；偏大；（3）88.9%；要克服動滑輪重做額外功；（4）在動滑輪重一定時，物體越重機械效率越高；
（5）使用動滑輪個數(shù)不同的兩個滑輪組提升同一重物，分別測出其機械效率進行比較便可得出結(jié)論．

點評：此題主要是探究滑輪組的機械效率，主要考查了學(xué)生對機械效率公式的掌握，同時考查了有關(guān)機械效率的計算及根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．