Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數據如下表所示．

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計的示數F/N	彈簧測力計移動的距離s/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格處，填上合適的數據．
（2）在圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組．
（3）第1 次實驗測得滑輪組的機械效率為

66.7%

．
（4）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據題中已有的信息可以估算出這時滑輪組的機械效率值應在

66.7%～72.7%

范圍內．
（5）實驗時，應使彈簧測力計做

豎直勻速

運動．小剛同學在用彈簧測力計靜止時進行讀數，則他這樣得出的機械效率與實際值相比

偏大

（填“偏小”、“偏大”或“相等”）．

Answer 1

分析：（1）根據第一次物體上升的高度和繩子自由端移動的距離來判斷繩子的段數，即s=nh，從而求出第二次實驗彈簧測力計移動的距離；
（2）n=5是奇數，根據“動奇定偶”可知從動滑輪的掛鉤開始繞線；
（3）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用η=

W有

W總

求出第1次和第2次實驗測得滑輪組的機械效率；
（4）使用滑輪組時增加鉤碼的重，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；
（5）知道彈簧測力計做勻速運動，物體受力才平衡．在提升物體時，不僅要克服動滑輪的重力，還要克服摩擦力．當靜止時讀數，則所測拉力偏小，機械效率偏大．

解答：解：（1）由表格中第一組數據可知，
繩子的段數n=

s1

h1

=

25cm

5cm

=5，
第二組繩子自由端移動的距離：
s₂=5h₂=5×8cm=40cm．
（2）n=5是奇數，從動滑輪的掛鉤開始依次繞線，如下圖所示：

（3）滑輪組的機械效率為：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

第1次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₁=

G1

nF1

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
第2次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₂=

G2

nF2

=

4N

5×1.1N

≈72.7%．
（4）通過實驗數據我們發現：使用同一個滑輪組時，增加鉤碼的重，機械效率會變大；
3N在2N、4N之間，因此機械效率也在66.7%～72.7%之間．
（5）實驗過程中，彈簧測力計要豎直勻速拉動，根據二力平衡的條件可知此時彈簧測力計的示數才于繩子的拉力相等；
當彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機械效率偏大．
故答案為：（1）40；
（2）如上圖所示；
（3）66.7%；
（4）66.7%～72.7%；
（5）豎直勻速；偏大．

點評：（1）本題考查了有用功、總功、機械效率的計算，以及滑輪組的連接，關鍵是滑輪組繩子有效段數的確定和知道影響滑輪組機械效率的因素；
（2）在繞線時，繞法取決于繩子的段數，當為奇數時，從動滑輪的掛鉤開始繞線；當段數為偶數時，從定滑輪的掛鉤開始繞線，簡稱“奇動偶定”．