Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，測得數據如下表：

實驗次數	鉤碼質量（g）	鉤碼上升的高度（m）	彈簧測力計示數（N）	彈簧測力計移動的距離（m）
1	100	0.1	0.5	0.3
2	200	0.1	0.9	0.3

（1）所用滑輪組中動滑輪、定滑輪的最少個數分別為：動滑輪為

1

個；定滑輪為

1

個．
（2）實驗中彈簧測力計應

勻速直線

運動．
（3）實驗中鉤碼上升的高度和彈簧測力計移動的距離可以不測量，原因是

機械效率跟物體升高的距離無關

此時測滑輪組機械效率可表示為

η=

mg

nF

．
（4）第二次實驗得出的機械效率的大小為η₂=

74%

．（g=10N/kg）
（5）比較實驗1和實驗2可得正確結論：使用同一滑輪組，

增加提升的物體的重力

，可以提高滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）由鉤碼升高的距離和繩子自由端移動的距離的關系，判斷動滑輪和鉤碼有幾段繩子承擔，畫出滑輪組的繞法．
（2）實驗時，彈簧測力計要勻速直線拉動繩子移動，加速移動時，力要改變物體的運動狀態，拉力會增大．
（3）用滑輪組提升物體時，機械效率跟物體升高的距離無關，物體升高的距離和繩子自由端移動的距離總是有一定比例的，實驗中可以不進行測量．
利用η=

W有用

W總

推導滑輪組的機械效率的表達式．
（4）機械效率是有用功與總功之比．利用η=

W有用

W總

即可計算．
（5）滑輪組的機械效率跟物體升高的距離、提升的速度、繞法無關，跟被提升的物體的重有關．提起的物體越重，機械效率越高．

解答：解：（1）鉤碼升高的距離是0.1m，繩子自由端移動的距離是0.3m，所以s=3h，所以動滑輪和鉤碼有三段繩子承擔，繩子從動滑輪開始繞起．所以至少需要1個動滑輪和一個定滑輪．
（2）加速移動時，力要改變物體的運動狀態，拉力會增大，實驗時，彈簧測力計要勻速直線拉動繩子移動．
（3）機械效率跟物體升高的距離無關，物體升高的距離和繩子自由端移動的距離總是有一定比例的，實驗中可以不進行測量．
∵η=

W有用

W總

=

Gh

F s

=

Gh

Fnh

=

G

nF

=

mg

nF

，
∴滑輪組機械效率可表示為η=

mg

nF

．
（4）機械效率的大小為η₂=

G2

nF2

=

m2g

nF2

=

0.2kg×10N/kg

3×0.9N

≈74%．
（5）比較實驗1和實驗2可得正確結論：滑輪組的機械效率跟被提升的物體的重有關．提起貨物越重，機械效率越高．因此，使用同一滑輪組，增加提升的物體的重力，可以提高滑輪組的機械效率．
故答案為：（1）1；1；
（2）勻速直線；
（3）機械效率與物體被提升的高度無關；η=

mg

nF

；
（4）74%；
（3）增加提升的物體的重力．

點評：此題主要考查了滑輪組的組裝以及滑輪組的機械效率，并且考查了物重對滑輪組機械效率的影響．