Question

如圖所示，是用來測量滑輪組機械效率的實驗裝置：
（1）實驗時要豎直向上

 

拉動彈簧測力計．
（2）若鉤碼總重6N，由圖可知拉力為

 

N．若將鉤碼上升10cm，則彈簧測力計需向上移動

 

cm，該滑輪組的機械效率為

 

．
（3）實驗結束后，在全班交流實驗結果時，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其它因素，是否會影響它的機械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：
猜想1可能與勻速提升的速度大小有關；
猜想2可能與被提升的鉤碼重有關；
猜想3可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關；
猜想4可能與鉤碼被提升的高度有關．
小紅和小華分別根據各自的猜想進行了探究，實驗記錄如下表：
①請幫助完成小華表中的一項計算；
②請根據她倆的實驗記錄，分別寫出探究結果．
小紅的實驗記錄：

小華的實驗記錄：

小紅的探究結果是：

 

．
小華的探究結果是：

 

．

Answer 1

分析：（1）測滑輪組機械效率時，勻速提升才能使二力平衡，才能使讀數等于繩子自由端的拉力；
（2）動滑輪有幾段繩子承擔，拉力移動的距離就是物體移動距離的幾倍；根據公式η=

W有

W總

=

Gh

F S

，可求出機械效率．
（3）利用控制變量法，根據表中數據可得出結論．

解答：解：（1）如果不勻速提升，將會使讀數不等于繩子自由端的拉力，影響計算，因此應該勻速拉動；
（2）拉力F=2N+0.4N=2.4N；
動滑輪有3段繩子承擔，拉力移動的距離就是物體移動距離的3倍，因此彈簧測力計需向上移動30cm；
機械效率η=

W有

W總

=

Gh

F S

=

6N×0.1m

2.4N×0.3m

=83.3%
（3）機械效率η=

W有

W總

=

Gh

F S

=

8N×0.1m

3.2N×0.3m

=83.3%
小紅改變了提升的速度，但機械效率不變，因此小紅的探究結果：滑輪組的機械效率和物體提升速度無關；
小華改變了物體的重力，機械效率變大，因此小華的探究結果：滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關；
故答案：（1）勻速．
（2）2.4；30；83.3%．
（3）83.3%；
小紅的探究結果：滑輪組的機械效率和物體提升速度無關；
小華的探究結果：滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關．（或同一滑輪組，所提物體越重，其機械效率越高）

點評：滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．