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，還需

彈簧測(cè)力計(jì)

和

鉤碼

；
（2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)的物理量有

拉力F

、

繩自由端移動(dòng)的距離S

、

重物的重G

、

重物上升的距離h

；
（3）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(xiě)所缺少的部分

物重/N	物體提高的高度/m	彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N	繩自由端拉動(dòng)距離/m	有用功/J	總功/J	機(jī)械效率
50	0.15	20	0.45

（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的裝置圖
（5）實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)該做

豎直向上勻速

運(yùn)動(dòng)．
（6）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：

刻度尺

，

重物上升的距離h

，

繩自由端移動(dòng)的距離S

（7）你認(rèn)為提高滑輪組的機(jī)械效率有哪些辦法？至少說(shuō)兩種．

減小動(dòng)滑輪的重

，

適當(dāng)增加重物的重

．

Answer 1

分析：（1）在實(shí)驗(yàn)中，需要的器材有刻度尺，鉤碼，彈簧秤，鐵架臺(tái)，一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的兩種繞法不同的滑輪組，細(xì)繩．
（2）在實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：物重，拉力，物體上升的高度，拉力移動(dòng)的距離；
（3）W_有用=Gh，而W_總=Fs，滑輪組的機(jī)械效率公式η=

W有

W總

×100%；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，繩自由端拉動(dòng)的距離為物體提高的高度的3倍，所以繩子的股數(shù)為3股；
（5）用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，只有在勻速拉動(dòng)時(shí)，拉力的大小才是不變的，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是不變的，才能快速準(zhǔn)確測(cè)出拉力的大小．
（6）根據(jù)繩子的股數(shù)n，可以推出測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s與鉤碼上升的距離h的關(guān)系：s=nh，
滑輪組的機(jī)械效率公式η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

．
（7）在實(shí)驗(yàn)中影響滑輪組機(jī)械效率的因素不光有物重還有動(dòng)滑輪的重、繩重與摩擦．
當(dāng)其他因素相同時(shí)動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越小；其他因素相同時(shí)物體越重，機(jī)械效率越大；
其他因素相同時(shí)繩重及摩擦越小，機(jī)械效率越大．

解答：解：（1）根據(jù)已準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)器材，可知還需要彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼，故答案為：彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼；
（2）據(jù)公式W_有用=Gh，W_總=Fs，需要測(cè)量的物理量為：距離與重力，
故答案為：拉力F、繩自由端移動(dòng)的距離S、重物的重G、重物上升的距離h；
（3）W_有用=Gh=50N×0.15m=7.5J，W_總=Fs=20N×0.45m=9J，η=

W有

W總

×100%=

7.5J

9J

×100%=83.3%；
故答案為：7.5、9、83.3%；

物重/N	物體提高的高度/m	彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N	繩自由端拉動(dòng)距離/m	有用功/J	總功/J	機(jī)械效率
50	0.15	20	0.45	7.5	9	83.3%

（4）已知承重動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)為3股，如圖所示：
（5）為準(zhǔn)確測(cè)出拉力的大小，必須使彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速拉動(dòng)物體，故答案為：豎直向上勻速；
（6）根據(jù)測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s和鉤碼上升的距離h的關(guān)系跟繩子股數(shù)n的關(guān)系式：s=nh，也可計(jì)算出機(jī)械效率，
故答案為：刻度尺、重物上升的距離h、繩自由端移動(dòng)的距離s；
（7）根據(jù)影響滑輪組機(jī)械效率的因素，當(dāng)其他因素相同時(shí)動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越小；
其他因素相同時(shí)物體越重，機(jī)械效率越大，故答案為：減小動(dòng)滑輪的重、適當(dāng)增加重物的重．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)有關(guān)事項(xiàng)及其機(jī)械效率的計(jì)算與分析．