Question

如圖是測定滑輪組機械效率時所用的滑輪，若使繩端的拉力沿向上的方向．
（1）請在圖中畫出該滑輪組的繩子繞法．
（2）完善下列實驗步驟：
A．按組裝圖把實驗器材裝配好；
B．用彈簧秤測量出重物的重力；
C．在動滑輪下面掛上重物，并分別記下重物和彈簧秤的位置；
D．

 

拉彈簧秤，使重物上升一段距離，讀出

 

；
E．用刻度尺分別量出

 

和

 

移動的距離；
F．由測得的數據，求出滑輪組的機械效率．
（3）在這個實驗中，若物重4N，重物上升了0.1m，彈簧秤示數為2N，請計算該滑輪組的機械效率η=

 

．
（4）你能分析一下效率不是100%的原因嗎？請你試著寫出兩條：

 

、

 

．

Answer 1

分析：（1）若使繩端的拉力沿向上的方向，必須使繩子的股數為3股．
（2）當在用彈簧測力計時，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．
用刻度尺主要測量的就是鉤碼上升的距離與繩端移動的距離．
（3）根據滑輪組的機械效率公式η=

W有

W總

×100%；W_有用=Gh，而W_總=Fs．
（4）任何機械本身都受到重力作用，相對運動的零件間又不可避免地存在著摩擦等阻力，所以額外功是不可避免的．

解答：解：（1）此時繩端的拉力方向是向上的，如圖所示：

（2）為了更加準確的測出拉力的大小，減小實驗誤差，須豎直勻速拉動彈簧秤，
故答案為：豎直勻速、彈簧秤讀數；
為了計算機械效率，必須測出重物上升的距離及繩的自由端移動的距離，
故答案為：重物上升的距離、繩的自由端；
（3）已知重物上升了10cm，則繩自由端移動的距離為30cm，
由機械效率公式得出：η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

4N×0.1m

2N×0.3m

≈66.7%，故答案為：66.7%．
（4）因為機械在運動時都有額外功，如：機械本身的重力及其摩擦等，
故答案為：沒有考慮動滑輪及繩子所受重力，沒有考慮繩子與滑輪間的摩擦．

點評：本題不光考查了滑輪組實驗中的注意事項，同時也考查了滑輪組的作圖及其機械效率的計算．