Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了四次實驗，實驗數據如下表所示．

序號	鉤碼重 G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計 的示數F/N	彈簧測力計移動的距離S/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1	40
3	2	6	0.6	30
4	2	7	0.6	32

（1）在表格的空格處，填上合適的數據．
（2）在如圖中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組．
（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為

66.7%

．
（4）表中有一個數據的記錄是錯誤的，錯誤的數據是

32cm

，分析表中數據可知，滑輪組的機械效率與

鉤碼上升高度

無關．
（5）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應在

66.7%～72.7%

范圍內．

Answer 1

分析：（1）根據第1次物體上升的高度和繩子自由端移動的距離來判斷繩子的段數，即s=nh，從而求出第2次實驗彈簧測力計移動的距離；
（2）n=5是奇數，根據“動奇定偶”可知從動滑輪的掛鉤開始繞線；
（3）根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用η=

W有用

W總

求出第1次和第2次實驗測得滑輪組的機械效率；
（4）根據s=nh可知第4次實驗中的彈簧測力計移動的距離測量錯誤；分析表中數據可以得出：滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關；
（5）使用滑輪組時增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大．

解答：解：（1）由表格中第1次數據可知，
繩子的段數n=

s1

h1

=

25cm

5cm

=5，
第2次繩子自由端移動的距離：
s₂=5h₂=5×8cm=40cm．
（2）n=5是奇數，從動滑輪的掛鉤開始依次繞線，如下圖所示：

（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₁=

W有用

W總

=

G1h1

F1s

=

G1h1

F15h1

=

G1

F1×5

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
第2次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₂=

W有用

W總

=

G2h2

F25h2

=

G2

F2×5

=

4N

5×1.1N

≈72.7%；
（4）根據s=nh可知第4次實驗中的彈簧測力計移動的距離測量錯誤，應該為s₄=5h₄=5×7cm=35cm；
第3次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₃=

W有用

W總

=

G3

F3×5

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
分析表中第1次和第3次實驗數據可以看出，雖然兩次實驗中提升鉤碼的高度不同，但是其機械效率是相同的，由此得出：滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關；
（5）通過實驗數據我們發現：使用同一個滑輪組時，增加鉤碼的重，機械效率會變大；
3N在2N、4N之間，因此機械效率也在66.7%～72.7%之間．
故答案為：（1）40；（2）見上圖；（3）66.7%；（4）32cm；鉤碼上升高度；（5）66.7%～72.7%．

點評：（1）本題考查了有用功、總功、機械效率的計算，以及滑輪組的連接，關鍵是滑輪組繩子有效段數的確定和知道影響滑輪組機械效率的因素；
（2）在繞線時，繞法取決于繩子的段數，當繩子的段數為奇數時，從動滑輪的掛鉤開始繞線；當段數為偶數時，從定滑輪的掛鉤開始繞線，簡稱“奇動偶定”．