Question

某同學(xué)在做“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中
（1）他所準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材有：滑輪，細(xì)繩，鐵架臺(tái)，直尺，鉤碼，還需

彈簧測(cè)力計(jì)

（2）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄的數(shù)據(jù)在表格中，請(qǐng)認(rèn)真填寫所缺少的部分

（3）實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)該做

勻速直線（豎直）

運(yùn)動(dòng)．
（4）同學(xué)乙觀察并分析了甲的實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)中，可少用一種器材，少測(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)也能測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，通過(guò)和甲討論并經(jīng)過(guò)老師的認(rèn)定，他的方案是可行的，請(qǐng)你分析一下，去掉的器材是什么？少測(cè)哪兩個(gè)數(shù)據(jù)？
答：去掉

直尺

；少測(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)是

h

，

s

．
實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們又提出了下列假設(shè)．
假設(shè)1：滑輪組機(jī)械效率高低可能與動(dòng)滑輪重有關(guān)
假設(shè)2：滑輪組機(jī)械效率高低可能與被提升的物重有關(guān)
假設(shè)3：滑輪組機(jī)械效率高低可能與物體提升高度有關(guān)
假設(shè)4：滑輪組機(jī)械效率高低可能與滑輪組繩子股數(shù)有關(guān)
一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)滑輪組，并將實(shí)際數(shù)據(jù)填入下表．（不填寫機(jī)械效率）

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)

①、②

（填①、②、③、④）可知，滑輪組機(jī)械效率高低與被提升物重有關(guān)．
（6）據(jù)實(shí)驗(yàn)②和④可知，滑輪組機(jī)械效率高低與

承擔(dān)物重的繩子段數(shù)

無(wú)關(guān)．
（7）通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越

小，

．
（8）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，應(yīng)該選用

同一

（選填“同一”或“不同”）滑輪組，提升同一重物到

不同

（選填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析：在測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，需要測(cè)量物體的重力、物體上升的高度、拉力、繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)機(jī)械效率的概念計(jì)算．滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重，繩端移動(dòng)距離就是物體上升高度的幾倍，所以測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，可以不測(cè)h和s．

解答：解：（1）在測(cè)量機(jī)械效率時(shí)，要測(cè)量物體的重力和繩端的拉力，所以要用到彈簧測(cè)力計(jì)．
故答案為：彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）有用功是克服物體的重力做的功，所以W_有用=Gh=50N×0.15m=7.5J；
總功是拉力F做的功，所以W_總=Fs=20N×0.45m=9J
η=

W有用

W總

×100%=

7.5J

9J

×100%=83.3%
故答案為：7.5J；9J；83.3%．
（3）在測(cè)量過(guò)程中，為了準(zhǔn)確測(cè)量拉力需要使測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（4）滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重，繩端移動(dòng)的距離就是物體上升高度的幾倍．
η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

故答案為：直尺；h；s．
（5）要判斷滑輪組機(jī)械效率高低與被提升物重之間的關(guān)系，需要其他條件不變，只改變物重．
故答案為：①、②．
（6）②、④動(dòng)滑輪重力和物體重力相等，承擔(dān)物體的繩子段數(shù)不同．
故答案為：承擔(dān)物重的繩子段數(shù)．
（7）②③只有動(dòng)滑輪的重力不同．②的機(jī)械效率是η₂=

G2h2

F2s2

×100%=

4N×h

1.67N×3h

=79.8%
③的機(jī)械效率為：η₃=

G3h3

F3s3

=

4N×h

2N×3h

=66.7%，所以不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越小．
故答案為：小．
（8）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體提升高度有關(guān)，需要使其他條件相同，物體提升高度不同．
故答案為：不同．

點(diǎn)評(píng)：此題主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究影響滑輪組機(jī)械效率，研究很細(xì)致．