Question

某同學在做“測滑輪組機械效率”的實驗中．用如圖1中甲所示的裝置勻速提起重物，并做了如下實驗記錄：

鉤碼重G（N）	鉤碼上升高度（m）	測力計拉力F（N）	測力計移動距離s（m）
2	0.1	0.4	0.3

（1）在實驗操作中應豎直向上

勻速

拉動彈簧測力計．
（2）根據上表可算出，W_有=

0.2

焦，W_總=

0.12

焦．
對以上兩個計算結果進行比較，其不合理之處是

有用功大于總功（或機械效率大于100%）

；
（3）結合圖1中的乙你會發現導致實驗結果不合理的原因是：

彈簧測力計的示數讀錯了

．
（4）小紅用如圖2所示的滑輪組分別做了三次實驗，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實驗數據記錄如下表：

實驗 次數	物重 G/N	物體上升的距離h/cm	彈簧測力計的讀數F/N	彈簧測力計上升的距離s/cm	機械 效率η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30	40%

①在表中的空格處填上第三次實驗的機械效率．
②從實驗數據分析可知：提升同一物體，動滑輪越重，滑輪組的機械效率

越低

．

Answer 1

分析：（1）實驗過程中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數不變，便于讀數；
（2）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，然后兩個計算結果進行比較，找出不合理之處；
（3）認真讀圖可以看出，彈簧測力計的分度值應為0.2N，而不是0.1N，這便是造成讀數錯誤的原因；
（4）①根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出在表中的空格處填上第三次實驗的機械效率；
②提升同一個物體，動滑輪越重，額外功在總功中的比值越大，機械效率越低．

解答：解：
（1）探究滑輪組機械效率時，要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力不變，彈簧測力計示數不變，方便讀數；
（2）根據上表可算出，W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_總=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，有用功大于總功（或機械效率大于100%），實驗結果不合理；
（3）彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，示數為0.8N．彈簧測力計的讀數錯誤；
（4）①在表中的空格處填上第三次實驗的機械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

=40%；
②滑輪組的機械效率η′=

W有

W總

=

Gh

(G+G′)h

=

G

G+G′

，同一物體，重力不變，動滑輪越重，機械效率越低．
故答案為：
（1）勻速；0.2；0.12；有用功大于總功（或機械效率大于100%）；  
（2）彈簧測力計的示數讀錯了；     
（3）40%；
（4）越低．

點評：本題考查了二力平衡條件的應用和功、機械效率的計算，明確總功和有用功、額外功的關系以及知道影響滑輪組機械效率的因素是解題的關鍵．