Question

（2013?營口一模）在探究“滑輪組的機械效率與哪些因素有關”的實驗中，某實驗小組做出了如下猜想：
A．滑輪組的機械效率與動滑輪自重有關
B．滑輪組的機械效率與所提的物重有關
C．滑輪組的機械效率與繩重有關
D．滑輪組的機械效率與繩和滑輪之間的摩擦有關
針對上述猜想，該實驗小組的同學利用如圖所示的實驗裝置測得三組實驗數據如表所示，其中第1、2、3次實驗的裝置分別如圖甲、乙、丙所示．

次數	鉤碼重 G/N	鉤碼上 高度h/m	有用功 W有/J	測力計 拉力F/N	測力計移動 距離s/m	總功 W總/J	機械效率 η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1	0.4	1.1	0.5	0.55	72.7%

（1）第3次實驗中所做的有用功是

0.4

J，機械效率是

72.7%

．
（2）在實驗操作中應豎直向上

勻速

拉動彈簧測力計．
（3）比較第1次實驗和第2次實驗，可以證明猜想

B

（填字母）是正確的．
（4）比較第

2、3

次實驗可以證明猜想A是正確的，這是因為動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功

增大

（填“增大”或“減小”）．
（5）請你就如何提高滑輪組機械效率的問題提出兩點合理建議：
建議一：

選用較輕的動滑輪組裝滑輪組

；
建議二：

對于給定的滑輪組，增大提起物體的重力

．

Answer 1

分析：（1）根據第3次實驗的數據，利用W=Gh求出有用功，根據η=

W有

W總

求出機械效率；
（2）根據二力平衡的知識，物體做勻速直線運動時，受到的力是平衡力；
（3）在第1次實驗和第2次實驗中，使用的滑輪組相同，但提升的重物不同，則機械效率也不同．
（4）在第2次實驗和第3次實驗中，提升的重物相同，而動滑輪的個數不同，則機械效率也不同．
（5）根據實驗數據可知影響滑輪組機械效率的因素據此提出提高機械效率的方法．

解答：解：
（1）第3次實驗中：
有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
機械效率：
η=

W有

W總

=

0.4J

0.55J

≈72.7%；
（2）實驗中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時，受到平衡力的作用，彈簧測力計的示數才等于繩子的拉力；
（3）在第1次實驗和第2次實驗中，是使用了同一滑輪組，但物重不同，物重大的，機械效率要高，故可以證明猜想B是正確的；
（4）要驗證滑輪組的機械效率與動滑輪自重有關，應保持有用功相同，改變動滑輪的個數進行實驗，故第2次實驗和第3次實驗符合；
這是因為動滑輪自重增大，動滑輪所做的額外功增加，額外功所占總功增大，機械效率減小；
（5）由以上分析可見，影響動滑輪機械效率的因素有：物體的重力、動滑輪的重力，
因此提高機械效率就應從這這兩個方面考慮；動滑輪的重力越小、所提物體越重滑輪組的機械效率越高．
故答案為：
（1）0.4；72.7%；
（2）勻速； 
（3）B；
（4）2、3；增大； 
（5）選用較輕的動滑輪組裝滑輪組；對于給定的滑輪組，增大提起物體的重力．

點評：本題通過運用控制變量法的思想分析實驗數據得出影響動滑輪機械效率的因素，并且考查了滑輪組機械效率的計算和提高滑輪組機械效率的方法，重點考查了學生的分析實驗數據得出結論的能力．