Question

某同學在做“測定滑輪組機械效率”的實驗中
（1）他所準備的實驗器材有：滑輪，細繩，鐵架臺，直尺，還需

彈簧測力計

和

鉤碼

；
（2）實驗中需要測的物理量有

拉力F

、

繩自由端移動的距離S

、

重物的重G

、

重物上升的距離h

；
（3）該同學實驗時，記錄的數(shù)據(jù)在表格中，請認真填寫所缺少的部分

物重/N	物體提高的高度/m	彈簧測力計讀數(shù)/N	繩自由端拉動距離/m	有用功/J	總功/J	機械效率
50	0.15	20	0.45

（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出該同學實驗時滑輪組的裝置圖
（5）實驗中彈簧測力計應(yīng)該做

豎直向上勻速

運動．
（6）同學乙觀察并分析了甲的實驗后，認為甲的實驗中，可少用一種器材，少測兩個數(shù)據(jù)也能測出滑輪組的機械效率，通過和甲討論并經(jīng)過老師的認定，他的方案是可行的，請你分析一下，去掉的器材是什么？少測哪兩個數(shù)據(jù)？
答：

刻度尺

，

重物上升的距離h

，

繩自由端移動的距離S

（7）你認為提高滑輪組的機械效率有哪些辦法？至少說兩種．

減小動滑輪的重

，

適當增加重物的重

．

Answer 1

分析：（1）在實驗中，需要的器材有刻度尺，鉤碼，彈簧秤，鐵架臺，一個定滑輪和一個動滑輪組成的兩種繞法不同的滑輪組，細繩．
（2）在實驗中需要測量的物理量有：物重，拉力，物體上升的高度，拉力移動的距離；
（3）W_有用=Gh，而W_總=Fs，滑輪組的機械效率公式η=

W有

W總

×100%；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，繩自由端拉動的距離為物體提高的高度的3倍，所以繩子的股數(shù)為3股；
（5）用彈簧測力計時，只有在勻速拉動時，拉力的大小才是不變的，彈簧測力計的示數(shù)是不變的，才能快速準確測出拉力的大小．
（6）根據(jù)繩子的股數(shù)n，可以推出測力計移動的距離s與鉤碼上升的距離h的關(guān)系：s=nh，
滑輪組的機械效率公式η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

．
（7）在實驗中影響滑輪組機械效率的因素不光有物重還有動滑輪的重、繩重與摩擦．
當其他因素相同時動滑輪越重，機械效率越��；其他因素相同時物體越重，機械效率越大；
其他因素相同時繩重及摩擦越小，機械效率越大．

解答：解：（1）根據(jù)已準確的實驗器材，可知還需要彈簧測力計和鉤碼，故答案為：彈簧測力計、鉤碼；
（2）據(jù)公式W_有用=Gh，W_總=Fs，需要測量的物理量為：距離與重力，
故答案為：拉力F、繩自由端移動的距離S、重物的重G、重物上升的距離h；
（3）W_有用=Gh=50N×0.15m=7.5J，W_總=Fs=20N×0.45m=9J，η=

W有

W總

×100%=

7.5J

9J

×100%=83.3%；
故答案為：7.5、9、83.3%；

物重/N	物體提高的高度/m	彈簧測力計讀數(shù)/N	繩自由端拉動距離/m	有用功/J	總功/J	機械效率
50	0.15	20	0.45	7.5	9	83.3%

（4）已知承重動滑輪繩子的股數(shù)為3股，如圖所示：
（5）為準確測出拉力的大小，必須使彈簧測力計豎直向上勻速拉動物體，故答案為：豎直向上勻速；
（6）根據(jù)測力計移動的距離s和鉤碼上升的距離h的關(guān)系跟繩子股數(shù)n的關(guān)系式：s=nh，也可計算出機械效率，
故答案為：刻度尺、重物上升的距離h、繩自由端移動的距離s；
（7）根據(jù)影響滑輪組機械效率的因素，當其他因素相同時動滑輪越重，機械效率越��；
其他因素相同時物體越重，機械效率越大，故答案為：減小動滑輪的重、適當增加重物的重．

點評：本題主要考查了測定滑輪組機械效率的實驗有關(guān)事項及其機械效率的計算與分析．