Question

某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中
（1）他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，还需

弹簧测力计

和

钩码

；
（2）实验中需要测的物理量有

拉力F

、

绳自由端移动的距离S

、

重物的重G

、

重物上升的距离h

；
（3）该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分

物重/N	物体提高的高度/m	弹簧测力计读数/N	绳自由端拉动距离/m	有用功/J	总功/J	机械效率
50	0.15	20	0.45

（4）根据表中的数据画出该同学实验时滑轮组的装置图
（5）实验中弹簧测力计应该做

竖直向上匀速

运动．
（6）同学乙观察并分析了甲的实验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的，请你分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？
答：

刻度尺

，

重物上升的距离h

，

绳自由端移动的距离S

（7）你认为提高滑轮组的机械效率有哪些办法？至少说两种．

减小动滑轮的重

，

适当增加重物的重

．

Answer 1

分析：（1）在实验中，需要的器材有刻度尺，钩码，弹簧秤，铁架台，一个定滑轮和一个动滑轮组成的两种绕法不同的滑轮组，细绳．
（2）在实验中需要测量的物理量有：物重，拉力，物体上升的高度，拉力移动的距离；
（3）W_有用=Gh，而W_总=Fs，滑轮组的机械效率公式η=

W有

W总

×100%；
（4）由表中数据可知，绳自由端拉动的距离为物体提高的高度的3倍，所以绳子的股数为3股；
（5）用弹簧测力计时，只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的示数是不变的，才能快速准确测出拉力的大小．
（6）根据绳子的股数n，可以推出测力计移动的距离s与钩码上升的距离h的关系：s=nh，
滑轮组的机械效率公式η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

．
（7）在实验中影响滑轮组机械效率的因素不光有物重还有动滑轮的重、绳重与摩擦．
当其他因素相同时动滑轮越重，机械效率越小；其他因素相同时物体越重，机械效率越大；
其他因素相同时绳重及摩擦越小，机械效率越大．

解答：解：（1）根据已准确的实验器材，可知还需要弹簧测力计和钩码，故答案为：弹簧测力计、钩码；
（2）据公式W_有用=Gh，W_总=Fs，需要测量的物理量为：距离与重力，
故答案为：拉力F、绳自由端移动的距离S、重物的重G、重物上升的距离h；
（3）W_有用=Gh=50N×0.15m=7.5J，W_总=Fs=20N×0.45m=9J，η=

W有

W总

×100%=

7.5J

9J

×100%=83.3%；
故答案为：7.5、9、83.3%；

物重/N	物体提高的高度/m	弹簧测力计读数/N	绳自由端拉动距离/m	有用功/J	总功/J	机械效率
50	0.15	20	0.45	7.5	9	83.3%

（4）已知承重动滑轮绳子的股数为3股，如图所示：
（5）为准确测出拉力的大小，必须使弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体，故答案为：竖直向上匀速；
（6）根据测力计移动的距离s和钩码上升的距离h的关系跟绳子股数n的关系式：s=nh，也可计算出机械效率，
故答案为：刻度尺、重物上升的距离h、绳自由端移动的距离s；
（7）根据影响滑轮组机械效率的因素，当其他因素相同时动滑轮越重，机械效率越小；
其他因素相同时物体越重，机械效率越大，故答案为：减小动滑轮的重、适当增加重物的重．

点评：本题主要考查了测定滑轮组机械效率的实验有关事项及其机械效率的计算与分析．