Question

在“探究哪些因素影響滑輪組的機械效率”的實驗中，某小組利用如圖所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如表所示．

實驗次數(shù)	鉤碼重G/N	釣碼上升的高度h/cm	測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/m
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）在實驗操作中應豎直向上

勻速

拉動彈簧測力計．
（2）前三次實驗中，第

3

次實驗數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯誤，應當剔除．
（3）第四次實驗中，有用功是

0.3

J，總功是

0.36

J，滑輪組的機械效率為

83.3%

．
（4）根據(jù)以上信息，請判斷：該小組設(shè)計這四次實驗的目的是為了探究滑輪組的機械效率與

物體被提起的高度

是否有關(guān)．
（5）若僅增加物體的重，該滑輪組的機械效率將

增大

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．（不計摩擦）
（6）滑輪組的機械效率可能還與其它因素有關(guān)，請你作出恰當?shù)牟孪耄夯�輪組的機械效率與

動滑輪的重力

有關(guān)（寫出其它一種影響因素即可）．

Answer 1

分析：（1實驗過程中，為了準確測量拉力，需要使測力計勻速運動．
（2要解決此題，需要掌握繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系：s=nh．
（3）掌握有用功、總功、機械效率的概念．在此題中有用功是克服鉤碼的重力做的功；總功時拉力F做的功；機械效率等于有用功與總功之比．
（4）要得出結(jié)論，需要注意分析表格中各數(shù)據(jù)，分析改變的量，機械效率的變化是由哪個物理量的變化引起的．
（5）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

分析出機械效率的變化；
（6）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

作出分析和解答．

解答：解：（1）在實驗操作中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，這樣彈簧測力計處于平衡狀態(tài)，其示數(shù)才能夠反映拉力的大小；
（2）前三次實驗中，1、2兩次實驗繩端移動距離都是物體上升高度的3倍，可知此滑輪組由3段繩子承擔物重，而第三次繩端移動距離與鉤碼上升高度的關(guān)系錯誤，所以應當剔除．
（3）第四次實驗的鉤碼重G=3N，鉤碼上升高度h=10cm=0.1m．
所以有用功為：W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
測力計示數(shù)即拉力為F=1.2N，繩端移動距離為s=30cm=0.3m，
所以總功為：W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J；
所以機械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

0.3J

0.36J

×100%≈83.3%．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，在4次實驗中鉤碼上升的高度不斷發(fā)生變化，所以是探究滑輪組機械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
（5）若僅增加物體的重，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

可知，在額外功不變的情況下，物重越大，機械效率會越大；
（6）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

可知，滑輪組的機械效率還與額外功的多少有關(guān)，在使用滑輪組的過程中，克服摩擦、克服動滑輪重做的功都是額外功，所以滑輪組的機械效率與摩擦力的大小，動滑輪重的大小有關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）3；（3）0.3；0.36；83.3%；（4）物體被提起的高度；（5）增大；（6）動滑輪的重力．

點評：本題是測量滑輪組機械效率的實驗，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機械效率的計算；一定要知道有用功、總功的求法，掌握機械效率的計算公式，同時要知道繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系；考查了學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析問題的能力．