Question

在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖所示的滑輪組分別做了三次實驗，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實驗數據記錄如下表：

實驗 次數	物重 G/N	物體上升 的距離 h/cm	彈簧測力計的讀數F/N	彈簧測力計上升的距離S/cm	機械 效率 η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	40

（1）完成這個實驗需要的測量工具是

 

和

 

．
（2）在實驗操作中應沿

 

方向，并且

 

拉動彈簧測力計．
（3）記錄表中有一項數據明顯有錯誤，正確的記錄數據應為

 

．
（4）記錄表中第三次實驗的機械效率正確數值應為

 

．
（5）分析實驗數據可知：提升同一物體，動滑輪越重，滑輪組機械效率越

 

．
（6）在第二次實驗基礎上，若用該鋁制滑輪組提升重為5N的物體到相同高度（不計繩重和摩擦），則此時滑輪組的機械效率將

 

（選填“變大”“變小”或“不變”），原因是在

 

不變的情況下，有用功增大了．

Answer 1

分析：（1）根據機械效率的計算公式進行分析；
（2）要知道需正確測量繩端拉力，需要使測力計在豎直方向勻速運動；
（3）由圖所示的滑輪組求出滑輪組承重繩子的有效股數，根據s=nh分析；
（4）根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出機械效率；
（5）要知道滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關，提升同一物體，所做有用功不變．動滑輪的越重，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低．
（6）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加物重，增加了有用功，因此機械效率會變大．

解答：解：（1）由機械效率的計算公式η=

W有

W總

=

Gh

Fs

可知，要計算滑輪組的機械效率，需要測量G、F、h、s，因此需要的測量工具為彈簧測力計和刻度尺；
（2）為了能準確測量繩端拉力，在實驗操作中應沿豎直向上的方向，并且勻速拉動彈簧測力計；
（3）由圖所示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數n=3，由表中實驗數據可知，第3次實驗時，物體上升距離為10cm，彈簧測力計移動距離s=3h=3×10cm=30cm，故第3次實驗中彈簧測力計移動的距離是錯誤的，正確數據為30cm；
（4）第三次實驗中，滑輪組的機械效率：η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

×100%=40%；
（5）提升同一物體，所做有用功相同，動滑輪越重，所做的額外功越多，機械效率越低；
（6）在第二次實驗基礎上，若用該鋁制滑輪組提升重為5N的物體到相同高度，即其它條件不變，物重增加；
當使用滑輪組時，額外功不變，增加物重，增加了有用功，則有用功占總功的比例變大，故滑輪組的機械效率變大．
故答案為：（1）彈簧測力計；刻度尺；（2）豎直向上；勻速；（3）30；（4）40；（5）低；（6）變大．

點評：此題主要是探究滑輪組的機械效率，主要考查了學生對機械效率公式的掌握；使用滑輪組時，做的額外功不變，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．