Question

某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中，第l、2、3 次實驗裝置分別如下圖中的所示，記錄的數據如下表：

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	有用功 W 有/J	測力計拉力 F/N	測力計移動距離s/m	總功 W總/J	機械效率 h
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1．l	0.5	0.55

（1）實驗過程中，必須豎直向上

勻速

提起彈簧測力計；本實驗需要的測量工具是

彈簧測力計

和

刻度尺

．
（2）比較第1次實驗和第2次實驗，可得結論：使用同樣的滑輪組，

提起的鉤碼越重

，可以提高滑輪組的機械效率．
（3）第3次實驗中所做的有用功是

0.4

J，機械效率是

72.7%

．
（4）第3次實驗中動滑輪個數比第2次實驗多，動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功

增加

（選填“增加”或“減小”）．因而，由第2、3 次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關
（5）綜合上述結論，提高機械效率的方法有增大有用功，

減小

額外功（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析：（1）根據二力平衡的條件可知，只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數才和拉力的大小相等；根據滑輪組的機械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

確定本實驗需要的測量工具．
（2）比較第1次實驗和第2次實驗，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機械效率不同據此得出結論．
（3）根據W=Gh求出第3次實驗的有用功，根據機械效率公式求出效率的大�。�
（4）提起的重物相同，升高的距離相同，有用功相同，動滑輪越重，額外功增大，總功增大，機械效率越�。�所以滑輪組的機械效率跟動滑輪的重有關．
（5）綜合上述結論，即可得出提高滑輪組機械效率的方法．

解答：解：（1）①實驗過程中應該豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時根據二力平衡的條件可知，彈簧測力計的示數和拉力的大小相等；
②測量滑輪組的機械效率需要測量物體的重力G、物體上升的高度h、繩端拉力F、繩端移動的距離s．所以需要用到彈簧測力計和刻度尺．
（2）比較第1次實驗和第2次實驗可知，使用的是同一個滑輪組，第一次提起2N的物體，第二次提起4N的物體，其他的條件相同，第一次的機械效率是74.1%，第二次的機械效率是83.3%，所以，使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高．
（3）第3次實驗中：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
W_總=0.55J，
∴η=

W有

W總

=

0.4J

0.55J

≈72.7%．
（4）由實驗2、3得，有用功相同，總功增大，額外功增大，機械效率降低；所以滑輪組的機械效率跟動滑輪的重有關．
（5）綜合上述結論，提高機械效率的方法有增大有用功，減小額外功．
故答案為：（1）勻速；彈簧測力計；刻度尺；（2）提起的鉤碼越重；（3）0.4；7.7%；（4）增加；（4）減�。�

點評：本題考查了探究影響滑輪組機械效率因素的實驗，要知道物體越重，做的有用功越多，機械效率越高；動滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低．