Question

小明用若干個(gè)相同的滑輪以不同的方式組合成甲、乙兩個(gè)不同的滑輪組，分別做測定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表所示．（g取10N/kg）

滑輪組	鉤碼的質(zhì)量/g	鉤碼上升的高度/m	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N	彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機(jī)械效率η
甲	200	0.1	1.5	0.2	0.2	0.3	66.7%
乙	200	0.2	1.0	0.8	0.4	0.8	50%

（1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是

η=

Gh

Fs

×100%

．
（2）小明

豎直方向

拉動(dòng)彈簧測力計(jì)使鉤碼

勻速

升高，并由彈簧測力計(jì)讀出拉力的大�。�
（3）請你幫小雪填寫表中空格．
（4）由數(shù)據(jù)分析可知，滑輪組乙至少是由

一

個(gè)定滑輪和

兩

個(gè)動(dòng)滑輪組成的．
（5）甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率不同的原因是

動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)

．

Answer 1

分析：（1）測滑輪組機(jī)械效率的原理是η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%；
（2）利用力的平衡條件，只有勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，測力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大�。�
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，再根據(jù)η=

W有

W總

×100%求出滑輪組的機(jī)械效率，據(jù)此完成表格；
（4）由物體升高的距離和拉力移動(dòng)的距離，判斷有幾段繩子承擔(dān)物體的重力，然后判斷定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)；
（5）相同的滑輪以不同的方式組合成的滑輪組，如果物體重不變，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，額外功占總功的百分比越大，即機(jī)械效率越低．

解答：解：
（1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：η=

Gh

Fs

×100%；
（2）根據(jù)力的平衡可知，只有豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大�。�
（3）甲滑輪組的機(jī)械效率：η_甲=

W有甲

W總甲

×100%=

0.2J

0.3J

×100%≈66.7%；
乙滑輪組：W_有乙=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.2m=0.4J，W_總乙=Fs=1.0N×0.8m=0.8J，η_乙=

W有乙

W總乙

×100%=

0.4J

0.8J

×100%=50%；
（4）由表格數(shù)據(jù)知，甲拉力移動(dòng)的距離是物體升高距離的2倍，所以有二段繩子承擔(dān)物體的重力，至少有一只動(dòng)滑輪組成滑輪組；
乙拉力移動(dòng)的距離是物體升高距離的4倍，所以有四段繩子承擔(dān)物體的重力，至少有一只定滑輪和兩只動(dòng)滑輪組成滑輪組；
（5）甲、乙兩個(gè)不同滑輪組的滑輪相同，乙中動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)比甲滑輪組多，額外功占總功的百分比越大，即乙滑輪組的機(jī)械效率越低．
故答案為：
（1）η=

Gh

Fs

×100%；
（2）豎直方向；勻速；
（3）66.7%；0.4；0.8；50%；
（4）一；二；
（5）動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑輪組機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)和影響滑輪組機(jī)械效率的因素，關(guān)鍵是知道實(shí)驗(yàn)的原理，難點(diǎn)是分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出影響滑輪組機(jī)械效率的因素--動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)．