Question

小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖1所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數據如表：

實驗 次數	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數F/N	測力計移動的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中數據，回答以下問題：
①表中有一個數據的記錄是錯誤的，該錯誤數據是

17

；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是

80%

；
③滑輪組的機械效率與

與物體上升的高度

無關．
（2）小紅在小明實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖2所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變

改變拉力的方向

；
②兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物（不計繩重及摩擦），那么所測機械效率是否相同：

相同

，理由是：

在用不同的滑輪組提升同一個物體時，所做的有用功和總功都相同，所以機械效率相同

．

Answer 1

分析：（1）①由實驗1、3可判斷出測力計移動的距離與物體上升的高度的關系；
②根據表中實驗數據，應用效率公式可求出機械效率；
③分析表中實驗數據，根據實驗控制的變量與實驗數據得出結論；
（2）①由實驗裝置可知，小紅多使用一個滑輪的目的；
②計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功．

解答：解：（1）①由甲滑輪組可知，繩子的有效股數均為3，第二次實驗時，物體上升高度為5cm，則測力計移動的距離s=nh=3×5cm=15cm，由表中實驗數據可知，測力計移動距離17cm錯誤；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

6N×0.08m

2.5N×0.24m

×100%=80%；
③由表中實驗數據可知，3次實驗所使用的滑輪組相等、鉤碼重力相同而提升鉤碼的高度不同，滑輪組效率相同，由此可得：機械效率與物體上升的高度無關；
（2）①定滑輪的作用是改變力的方向；
②這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案為：（1）①17；②80%；③與物體上升的高度（2）①改變拉力的方向； ②相同；在用不同的滑輪組提升同一個物體時，所做的有用功和總功都相同，所以機械效率相同．

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．