Question

在測滑輪組效率的實驗中，同學們利用如圖所示的實驗裝置完成了該實驗．下表是兩個實驗小組的實驗記錄：

實驗小組	鉤碼重G/N	動滑輪重G/N	拉力F/N	滑輪組的機械效率η
1	2	0.3	1.1	60.6%
2	2	0.4	1.2

（1）在表中空白處寫出機械效率的值；
（2）分析以上實驗數據，可得出影響滑輪組機械效率的主要因素是

 

．
（3）小聰在完成該實驗后猜想：滑輪組的機械效率可能還與鉤碼重有關．請你設計一個實驗方案探究這乙猜想，要求寫出簡要的實驗步驟．
實驗步驟：

Answer 1

分析：（1）與動滑輪相連的繩子段數為3段，因此繩子自由端移動的距離是物體升高距離的3倍，根據滑輪組機械效率的計算公式計算出滑輪組的機械效率．
（2）分析表中數據，鉤碼重相同，動滑輪重不同，機械效率也不同．
（3）探究滑輪組的機械效率與鉤碼重力關系時，應當在動滑輪重力不變前提下，改變鉤碼重力．

解答：解：（1）有用功W_有用=Gh，總功W_總=Fs=F?nh，則滑輪組機械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

=

2N

1.2N×3

×100%=55.6%；
（2）滑輪組的機械效率與提升物體的重力、動滑輪重力、繩子重力及摩擦有關，從表中數據可以看出，影響滑輪組機械效率的因素是動滑輪重力，提升物體重力相同時，動滑輪越重，機械效率越低．
（3）采用控制變量法的思想，控制動滑輪重力相同（選用同一滑輪組），提升不同重力的物體，記錄彈簧測力計示數，計算出每種情況下的機械效率，分析比較得出相應的結論．
故答案為：（1）55.6%；
（2）動滑輪重力；
（3）實驗步驟：
①組成一個滑輪組，保持滑輪組的組合不變，改變鉤碼的重，分別測出各次的機械效率；
②比較它們機械效率的大小，得出結論．

點評：（1）物體升高的高度為h，繩子自由端移動的距離為S，二者之間的關系是S=nh，n指與動滑輪相連的繩子段數；
（2）滑輪組的機械效率計算簡式為械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fnh

=

G

Fn

；
（3）使用滑輪組時，額外功主要消耗在克服動滑輪重力、繩子重力及摩擦上，增加鉤碼的重力，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，機械效率變大．