Question

小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题：
（1）使用动滑轮能否省功？
（2）动滑轮的机械效率与什么因素有关？
实验得到下表中的数据：

钩码 重/N	钩码上升的距离/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计 移动距离/m	W有用功/J	W总/J	机械效率η/%
1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12	83.33
2	0.15	1.1	0.30	0.30	0.33	90.91
3	0.20	1.6	0.40	0.60	0.64

（1）提升3N钩码时的机械效率是

93.75%

．
（2）分析3次实验的数据可初步得出的结论是：使用动滑轮

不能省功

．
（3）既然有如上结论，为什么还要使用动滑轮，请引用表中数据举例说明：

使用动滑轮可以省力

．
（4）分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是：

同一动滑轮的机械效率随物重增大而增大．

．

Answer 1

分析：（1）使用任何机械都不能省功；
（2）①根据W_有=Gh可知，第三次实验提升的钩码重3N，因此根据第三次数据的有用功和总功可求出机械效率；
②比较有用功和总功的大小可初步得出实验的结论；
③根据表格数据可知，使用机械虽然不省功但可以省力；
④分别计算出每次实验中钩码的重力，分析重力与机械效率的关系．

解答：解：（1）使用任何机械都不省功，因此使用动滑轮也不能省功；
（2）①根据表格中的数据可知，钩码上升的距离为0.2m，由W_有=Gh可知，第三次提升的钩码重：G=

W有

h

=

0.6J

0.2m

=3N，因此此时的机械效率：η=

W有

W总

×100%=

0.6J

0.64J

×100%=93.75%；
②使用动滑轮提升物体时，总功总是大于有用功，因此使用动滑轮不能省功；
③根据表格中的第三次实验数据可知，钩码重3N，拉力为1.6N，说明使用动滑轮可以省力．
④由W_有=Gh可知，第一次提升的钩码重：G₁=

W有1

h1

=

0.1J

0.1m

=1N；第二次提升的钩码重：G₂=

W有2

h2

=

0.3J

0.15m

=2N；第三次提升的钩码重：G=3N；根据表格数据可知，机械效率随重力的增大而增大；故可得出的结论是：同一动滑轮的机械效率随物重的增大而增大．

故答案为：（1）不省功；（2）①93.75%；②不能省功；③可以省力；④同一动滑轮的机械效率随物重增大的而增大．

点评：本题考查功的原理，使用任何机械都不能省功，但可以省力或省距离；并能利用控制变量法分析实验数据．