Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示．

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計的示數(shù)F/N	彈簧測力計移動的距離s/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)．
（2）在圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組．
（3）第1 次實驗測得滑輪組的機械效率為

66.7%

．
（4）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以估算出這時滑輪組的機械效率值應(yīng)在

66.7%～72.7%

范圍內(nèi)．
（5）實驗時，應(yīng)使彈簧測力計做

豎直勻速

運動．小剛同學(xué)在用彈簧測力計靜止時進行讀數(shù)，則他這樣得出的機械效率與實際值相比

偏大

（填“偏小”、“偏大”或“相等”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)第一次物體上升的高度和繩子自由端移動的距離來判斷繩子的段數(shù)，即s=nh，從而求出第二次實驗彈簧測力計移動的距離；
（2）n=5是奇數(shù)，根據(jù)“動奇定偶”可知從動滑輪的掛鉤開始繞線；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=

W有

W總

求出第1次和第2次實驗測得滑輪組的機械效率；
（4）使用滑輪組時增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大；
（5）知道彈簧測力計做勻速運動，物體受力才平衡．在提升物體時，不僅要克服動滑輪的重力，還要克服摩擦力．當(dāng)靜止時讀數(shù)，則所測拉力偏小，機械效率偏大．

解答：解：（1）由表格中第一組數(shù)據(jù)可知，
繩子的段數(shù)n=

s1

h1

=

25cm

5cm

=5，
第二組繩子自由端移動的距離：
s₂=5h₂=5×8cm=40cm．
（2）n=5是奇數(shù)，從動滑輪的掛鉤開始依次繞線，如下圖所示：

（3）滑輪組的機械效率為：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

第1次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₁=

G1

nF1

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
第2次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₂=

G2

nF2

=

4N

5×1.1N

≈72.7%．
（4）通過實驗數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)：使用同一個滑輪組時，增加鉤碼的重，機械效率會變大；
3N在2N、4N之間，因此機械效率也在66.7%～72.7%之間．
（5）實驗過程中，彈簧測力計要豎直勻速拉動，根據(jù)二力平衡的條件可知此時彈簧測力計的示數(shù)才于繩子的拉力相等；
當(dāng)彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機械效率偏大．
故答案為：（1）40；
（2）如上圖所示；
（3）66.7%；
（4）66.7%～72.7%；
（5）豎直勻速；偏大．

點評：（1）本題考查了有用功、總功、機械效率的計算，以及滑輪組的連接，關(guān)鍵是滑輪組繩子有效段數(shù)的確定和知道影響滑輪組機械效率的因素；
（2）在繞線時，繞法取決于繩子的段數(shù)，當(dāng)為奇數(shù)時，從動滑輪的掛鉤開始繞線；當(dāng)段數(shù)為偶數(shù)時，從定滑輪的掛鉤開始繞線，簡稱“奇動偶定”．