Question

（2010?眉山）某興趣小組學(xué)習(xí)機(jī)械效率知識后，為“探究動滑輪和定滑輪的機(jī)械效率”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)探究過程：先用彈簧測力計(jì)測出物體的重G，按如圖所示組裝好器材．拉動彈簧測力計(jì)，使物體勻速上升，用刻度尺．分別測出物體上升的高度h和測力計(jì)移動的距離s，在物體靜止時讀出拉力的大小F．
（1）以上操作過程中存在一處錯誤是

在物體靜止時讀出拉力F

，正確的操作方法是

物體勻速上升時讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)

（2）改正錯誤后，正確操作得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

滑輪	物體重G/N	物體上升的高度h/cm	測力計(jì)的示數(shù)F/N	測力計(jì)移動的距離s/cm
甲	1	20	1.1	20
乙	1	20	0.6	40

比較測力計(jì)示數(shù)的大小，可知使用動滑輪的好處是

省力

；在提升重物的過程中，如果要同時兼顧定滑輪和動滑輪的好處，應(yīng)選擇

滑輪組

．
（3）使用動滑輪所做的有用功是

0.2

J，動滑輪的機(jī)械效率是

83.3%

．比較定滑輪和動滑輪的機(jī)械效率，兩種滑輪的機(jī)械效率不同的原因是

動滑輪有自重

．

Answer 1

分析：（1）在測繩端拉力時，需勻速拉動測力計(jì)同時讀出測力計(jì)的示數(shù)．
（2）比較動滑輪和定滑輪的拉力即可得出使用動滑輪的好處，滑輪組既可以省力、又可以改變用力的方向．
（3）根據(jù)W=Gh求出滑輪做的有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用效率公式分別求出動滑輪和定滑輪的機(jī)械效率；根據(jù)額外功產(chǎn)生的原因得出兩種滑輪的機(jī)械效率不同的原因．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)中影響滑輪組機(jī)械效率的因素不光有物重還有動滑輪的重、繩重與摩擦；
所以滑輪轉(zhuǎn)動時，滑輪與軸之間以及繩與滑輪之間存在摩擦，與靜止?fàn)顟B(tài)彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同；
改進(jìn)：物體勻速上升時讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）由表格可知，提升相同的重物時，動滑輪的拉力小于定滑輪的拉力，所以使用動滑輪的好處是省力；
定滑輪的好處是可以改變用力的方向，在提升重物的過程中，如果要同時兼顧定滑輪和動滑輪的好處，應(yīng)選擇滑輪組．
（3）定滑輪的機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

1N×0.2m

1.1N×0.2m

≈90.9%；
動滑輪：有用功W_有=Gh=1N×0.2m=0.2J，
總功W_總=Fs=0.6N×0.4m=0.24J，
機(jī)械效率η=

W有

W總

=

0.2J

0.24J

≈83.3%；
在有用功相同時，比較兩者的額外功可知，都有克服摩擦力做的額外功，但動滑輪還要克服動滑輪的重力做額外功，
所以兩端機(jī)械效率不同的原因是動滑輪的自重．
故答案為：（1）在物體靜止時讀出拉力F；物體勻速上升時讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）省力；滑輪組；
（3）0.24；83.3%；動滑輪有自重．

點(diǎn)評：本題是測量滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，一定要搞清繩端拉力的測法，必須使測力計(jì)勻速運(yùn)動．同時要掌握滑輪組機(jī)械效率的影響因素．