Question

某興趣小組學習機械效率知識后，為“探究動滑輪和定滑輪的機械效率”，設計了如下實驗探究過程：先用彈簧測力計測出物體的重G，按如圖所示組裝好器材。拉動彈簧測力計，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_____________________，        

正確的操作方法是___________________

（2）改正錯誤后，正確操作得到的實驗數據如表：

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

比較測力計示數的大小，可知使用動滑輪的好處是_______________；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，應選擇__________。

（3）使用動滑輪所做的有用功是___________J，動滑輪的機械效率是_______.比較定滑輪和動滑輪的機械效率，兩種滑輪的機械效率不同的原因是_____________________.

 

Answer 1

【答案】

（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的示數

（2）省力；滑輪組

（3）0.24；83.3%；動滑輪有自重

【解析】

試題分析：（1）在實驗中影響滑輪組機械效率的因素不光有物重還有動滑輪的重、繩重與摩擦；

所以滑輪轉動時，滑輪與軸之間以及繩與滑輪之間存在摩擦，與靜止狀態彈簧測力計的示數不同；

改進：物體勻速上升時讀彈簧測力計的示數；

（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，應選擇滑輪組．

（3）定滑輪的機械效率η===≈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，

機械效率η==≈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，

所以兩端機械效率不同的原因是動滑輪的自重．

考點：滑輪組機械效率的實驗探究