Question

小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行實驗，實驗數據如下表．（實驗中所用的每個輪子都一樣重）

實驗序號	物重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	機械效率η
1	2	5	0.9	15	74.1%
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.1%
4	6	10	2.5	30	80%

（1）分析表中數據，可知滑輪組的機械效率與物體上升的高度

無關

，與所提物體的重力大小

有關

；（均選填“有關”或“無關”）
（2）請用實驗中所測量的物理量符號寫出計算機械效率的表達式η=

Gh

Fs

×100%

，并算出    第4次實驗的機械效率

80%

；
（3）如果換用圖乙所示裝置進行實驗，把同一重物提升相同高度，需要做的額外功更

大

，所以機械效率更

小

；（均選填“大”或“小”）

Answer 1

分析：（1）分析1和2數據可知，同一滑輪組提升相同的重物、上升的高度不同時，滑輪組的機械效率相同；分析2和3數據可知同一滑輪組提升不同的重物、上升相同的高度時，滑輪組的機械效率不同，據此得出結論；
（2）滑輪組效率為有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，總功為拉力做的功；把第4次實驗的數據代入求出機械效率；
（3）物體的重力相同，動滑輪的重力越大，機械效率越低．

解答：解：
（1）由1和2可知，同一滑輪組，提升物體的重力不變，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關；由2和3可知，滑輪組的機械效率與物體的重力有關；
（2）因有用功為W_有=Gh，總功為W_總=Fs，所以機械效率的表達式η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%；
第4次實驗的機械效率為η=

Gh

Fs

×100%=

6N×0.1m

2.5N×0.3m

=80%．
（3）乙圖動滑輪的個數增多，所以所做額外功更大，有用功不變，總功變大，因此機械效率降低．
故答案為：
（1）無關；有關；      
（2）

Gh

Fs

×100%；80%；
（3）大；小．

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低；要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關；要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．