Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，小強按正確方法操作，在動滑輪下面掛上重物，并分別記下重物和彈簧測力計的位置，拉動彈簧測力計，使重物上升一段距離，讀出彈簧測力計的示數．他們在實驗中得到的數據如下表所示，實驗裝置如右圖：
（1）實驗時要豎直向上

勻速

拉動彈簧測力計．
（2）通過表中數據可分析出實驗1是用

甲

（填“甲”或“乙”）圖做的實驗，實驗2是用

乙

（填“甲”或“乙”）圖做的實驗．

物理量	實驗1	實驗2	實驗3
鉤碼重G（N）	4	4	6
鉤碼上升高度h（m）	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F（N）	1.8	1.4	2.4
繩端移動距離S（m）	0.3	0.5	0.3
機械效率η	74%

（3）表中空白處應當填上的數據為

57%

，

83%

．（百分號前保留整數）
（4）通過實驗1和實驗2的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率越

低

．
（5）比較實驗1和實驗3可得正確結論：使用同一滑輪組，

增大重物的重力

，可以提高滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：利用二力的平衡，只有勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數才等于拉力的大小；
（1）根據表格中實驗1的鉤碼上升高度和繩端移動距離，利用S=nh得出n的數值，結合滑輪組即可選擇．
（2）根據W_有=Gh求出有用功，W_總=Fs求出總功，利用機械效率公式分別求出實驗1和實驗2的機械效率．
（3）比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數多少對滑輪組機械效率的影響；
（4）比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響．

解答：解：（1）根據二力平衡知，只有豎直方向勻速拉動彈簧測力計時，拉力才等于彈簧測力計的示數；
（2）由圖示滑輪組可知，圖甲滑輪組承重繩子的股數為3，圖乙所示滑輪組承重繩子的股數為5，
由表中實驗數據可知，實驗1中繩端移動的距離為鉤碼上升高度的3倍，因此實驗1使用的是圖甲所示裝置做的實驗；由表中實驗數據可知，第2次實驗中，繩端移動距離是鉤碼上升高度的5倍，則實驗2是使用圖乙所示裝置做的實驗．
（3）由表中實驗數據可知，η₂=

W有用2

W總2

×100%=

G2h2

F2s2

×100%=

4N×0.1m

1.4N×0.5m

×100%≈57%；
η₃=

W有用3

W總3

×100%=

G3h3

F3s3

×100%=

6N×0.1m

2.4N×0.3m

×100%≈83%；
（4）由表中實驗數據可知，實驗1和2中，提升重物相同，距離相同，只是滑輪組不同，尤其是動滑輪的個數不同，實驗2的機械效率低于實驗1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率越低．
（4）實驗1和3中，滑輪組相同，實驗3提升的重物大于實驗1，機械效率也更高，說明：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）甲；乙；（3）57%；83%；（4）越低；（5）增大重物的重力．

點評：在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．