Question

在做“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們測(cè)得如圖所示（a）、（b）兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率不同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上所示表格．
（1）用滑輪組提升重物時(shí)，提升動(dòng)滑輪所做的功是沒有用的，但又不得不做，所以，叫

額外功

（選填“無(wú)用功”“有用功”或“額外功”），F(xiàn)s叫

總

功，Gh叫

有用功

功，從表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出繩子末端移動(dòng)的距離s和鉤碼上升的高度h之間的關(guān)系是s=

n

h．
（2）通過表中數(shù)據(jù)分析出實(shí)驗(yàn)1是用

a

圖做的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)2是用

b

圖做的實(shí)驗(yàn)．

次數(shù) 物理量	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.4	2.4
繩端移動(dòng)距離s/m	0.3	0.5	0.3
機(jī)械效率η	74%	57%	83%

（3）通過實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率

越低

．
（4）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得結(jié)論：使用同一滑輪組，

增加被提升的物重

可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，如果沒有刻度尺，對(duì)于圖（b）所示滑輪組，只要測(cè)出鉤碼重為G，然后拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼

勻速

（選填“勻速”或“變速”）上升，從彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力值F，就可算出η=

G

5F

×100%

．

Answer 1

分析：（1）掌握有用功、額外功、總功的概念，在滑輪組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)做的功為總功，對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功，克服物體的重力做的功為有用功；
繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系是s=nh，n是承擔(dān)物重的繩子段數(shù)；
（2）根據(jù)s與h的關(guān)系判斷出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，確定所用的滑輪組；
（3）由數(shù)據(jù)分析出機(jī)械效率與動(dòng)滑輪總重的關(guān)系：
提升重物相同，有用功相同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，所做的額外功越多，機(jī)械效率越低；
（4）比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，動(dòng)滑輪重力相同，被提升的物體越重，機(jī)械效率越高；
在測(cè)量拉力時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)；
根據(jù)公式η=

Gh

Fs

×100%=

G×h

F×nh

×100%=

G

nF

×100%，所以滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)，沒有刻度尺照樣能測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）用滑輪組提升重物時(shí)，提升動(dòng)滑輪所做的功是沒有用的，但又不得不做，叫額外功；
Fs是拉力做的功，叫總功；
Gh是克服物體重力做的功，叫有用功；
s與h之間的關(guān)系是：s=nh；
（2）實(shí)驗(yàn)1，s是h的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，用a圖做的實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)2，s是h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，用b圖做的實(shí)驗(yàn)；
（3）1、2提升物體的重力相同，2的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多，機(jī)械效率較低，可知使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；
（4）1、3都是用的a滑輪組，3被提升的物重較大，機(jī)械效率較高，可知使用同一滑輪組，增加被提升的物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
為正確測(cè)量拉力，應(yīng)拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速上升；
η=

Gh

Fs

×100%=

G×h

F×nh

×100%=

G

nF

×100%=

G

5F

×100%．
故答案為：（1）額外功；總功；有用功；n； （2）a；b；（3）越低；（4）增加被提升的物重；勻速；

G

5F

×100%．

點(diǎn)評(píng)：此題是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)有用功、額外功、總功的理解，同時(shí)考查了動(dòng)滑輪重力和被提升的物重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響．