Question

（2006?石景山區二模）如圖所示，是李明同學測定滑輪組機械效率的裝置．
（1）李明同學實驗中測量的有關數據如下表，請你根據表中數據畫出實驗中滑輪組的繞線，并填好下表中的空格．

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力F/N	細線自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	2.0	0.03	1.6	0.06
2	3.0	0.05		0.1	75

（2）李明猜想機械效率和繞線方式、滑輪重力以及所掛鉤碼的重力有關，請你設計一個方案，探究“滑輪組機械效率大小與所掛物體的重力大小的關系”．
①選出你需要的器材：

滑輪組，細線，鉤碼，彈簧測力計

②實驗步驟：將滑輪組組裝好，
③根據可能出現的實驗現象，寫出相應的探究結論

同一滑輪組，被提升的物重越大，滑輪組的機械效率越高

．

Answer 1

分析：（1）根據表格中s與h的關系，判斷承擔物重的繩子段數，依據是s=nh；
根據公式η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%，將已知條件代入公式便可求出未知量；
（2）要探究滑輪組機械效率與物體重力的關系，需保持其它量不變，只改變物體的重力；
根據滑輪組機械效率的概念，需測出G、h、F、s，從而可以確定器材；
滑輪組機械效率與物重的關系：同一滑輪組，被提升的物重越大，滑輪組的機械效率越高．

解答：解：（1）由表格中數據知，s=2h，所以滑輪組由2段繩子承擔物重，應從定滑輪繞起，如圖所示：

η₁=

G1h1

F1s1

×100%=

2N×0.03m

1.6N×0.06m

×100%=62.5%；
η₂=

G2h2

F2s2

×100%
代入數據得：
75%=

3N×0.05m

F2×0.1m

×100%
解得：F₂=2N；
（2）①實驗中需用測力計測量F和G，用刻度尺測量s和h，還要用到滑輪組、細線和鉤碼（實驗中也可沒有刻度尺）；
②組成滑輪組后，分別測出鉤碼重力不同時的滑輪組的機械效率，通過比較得出結論；
其它條件不變，額外功不變，被提升的物體越重，所做的有用功越多，則有用功在總功中所占的比例越大，機械效率越高，可得：
同一滑輪組，被提升的物重越大，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：（1）見上圖；62.5；2；（2）①器材：滑輪組，細線，鉤碼，彈簧測力計；②實驗步驟：a．將一定質量的鉤碼掛在組裝好的滑輪組下，測量此時滑輪組的機械效率；b．只改變所掛鉤碼數量，再次測量滑輪組的機械效率；③實驗結論：同一滑輪組，被提升的物重越大，滑輪組的機械效率越高．

點評：此題是測量滑輪組的機械效率實驗，考查了滑輪組的組裝及機械效率的計算和公式的變形應用，同時考查了控制變量法在實驗中的應用及被提升的物重對滑輪組機械效率的影響．