Question

【題目】某同學在做“測定滑輪組機械效率”的實驗中

（1）他所準備的實驗器材有：滑輪，細繩，鐵架臺，直尺，還需 和重物；

（2）實驗中需要測的物理量有 、 、 、 ；

（3）該同學實驗時，記錄的數據在表格中，請認真填寫所缺少的部分

物重/N	物體提高的高度/cm	彈簧測力計讀數/N	繩自由端拉動距離/cm	有用功/J	總功/J	機械效率
50	10	20	30

（4）根據表中數據，在圖中畫出該同學實驗時滑輪組的連接圖．

（5）實驗中彈簧測力計應該在豎直方向做 運動．

（6）同學乙觀察并分析了甲的實驗后，認為甲的實驗中，可少用一種器材，少測兩個數據也能測出滑輪組的機械效率，通過和甲討論并經過老師的認定，他的方案是可行的．請你分析一下，去掉的器材是什么？少測哪兩個數據？

答：去掉 ；

少測兩個數據是 ， ．

Answer 1

【答案】（1）彈簧測力計；（2）物重G；拉力F；重物上升高度h；繩子自由端移動距離S；（3）

物重/N	物體提高的高度/cm	彈簧測力計讀數/N	繩自由端拉動距離/cm	有用功/J	總功/J	機械效率
50	10	20	30	5	6	83.3%

（4）見圖；（5）勻速直線；（6）刻度尺；重物上升高度h；繩子自由端移動距離s．

【解析】

試題分析：（1）在實驗中，需要的器材有刻度尺，鉤碼，彈簧秤，鐵架臺，一個定滑輪和一個動滑輪組成的兩種繞法不同的滑輪組，細繩．

（2）在實驗中需要測量的物理量有：物重，拉力，物體上升的高度，拉力移動的距離；

（3）W有用=Gh，而W總=Fs，滑輪組的機械效率公式η=×100%；

（4）由表中數據可知，繩自由端拉動的距離為物體提高的高度的3倍，所以繩子的股數為3股；

（5）用彈簧測力計時，只有在勻速拉動時，拉力的大小才是不變的，彈簧測力計的示數是不變的，才能快速準確測出拉力的大小．

（6）根據繩子的股數n，可以推出測力計移動的距離s與鉤碼上升的距離h的關系：s=nh，

滑輪組的機械效率公式η=×100%=×100%=×100%=×100%．

解：（1）根據已準確的實驗器材，實驗中還需用彈簧測力計測量F和G，可知還需要彈簧測力計；

（2）據公式W有用=Gh，W總=Fs，需要測量的物理量為：距離與重力；

（3）W有用=Gh=50N×0.1m=5J，W總=Fs=20N×0.3m=6J，

η=×100%=×100%=83.3%；

（4）已知承重動滑輪繩子的股數為3股，如圖所示：

（5）為準確測出拉力的大小，必須使彈簧測力計豎直向上勻速拉動物體；

（6）根據測力計移動的距離s和鉤碼上升的距離h的關系跟繩子股數n的關系式：s=nh，也可計算出機械效率．

故答案為：（1）彈簧測力計；（2）物重G；拉力F；重物上升高度h；繩子自由端移動距離S；（3）

物重/N	物體提高的高度/cm	彈簧測力計讀數/N	繩自由端拉動距離/cm	有用功/J	總功/J	機械效率
50	10	20	30	5	6	83.3%

（4）見上圖；（5）勻速直線；（6）刻度尺；重物上升高度h；繩子自由端移動距離s．