Question

浩文和虞勇同学用图甲所示的滑轮组进行了“测滑轮组机械效率”的实验，实验数据记录下表后，通过分析与处理数据，探究得出了以下结论．

实验 序号	物重 G/N	物体上 升的高 度h/cm	测力计 的示数 F/N	测力计移 动的距离 s/cm	机械效 率η
1	2	5	0.9	15	74.1%
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.4%
4	6	10	2.5	30

（1）滑轮组的机械效率与物体上升的高度

 

，与所提物体的重力大小

 

（均选填“有关”或“无关”），提升的物体越重，机械效率越

 

；
（2）只要滑轮组结构一定，绕动滑轮知道n股细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要

 

（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η=

 

（用本题中有关字母表示），并算出第4次实验的机械效率为

 

；
（3）他们换用图乙所示装置再进行实验探究，又发现：把同一重物提升相同高度，比用甲装置要做更

 

（选填“多”或“少”）的额外功，所以机械效率会更

 

（选填“高”或“低”）．

Answer 1

分析：（1）分析1、2数据可知，同一滑轮组提升相同的重物、上升的高度不同时，滑轮组的机械效率相同；分析2、3数据可知同一滑轮组提升不同的重物、上升相同的高度时，滑轮组的机械效率不同；据此得出结论；
（2）根据机械效率的变形公式可知需要的测量工具；滑轮组效率为有用功与总功的比值，有用功为克服物体重力做的功，总功为拉力做的功；把第4次实验的数据代入求出机械效率；
（3）物体的重力相同，动滑轮的重力越大，机械效率越低．

解答：解：（1）由1、2数据可知，同一滑轮组，提升物体的重力不变，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；由2、3数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体的重力有关，并且物重越大，滑轮组的机械效率越大；
（2）由η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

G

nF

可知，已知提升物体绳子的股数时，只需要测量G和F，因此测量工具只需要弹簧测力计，不需要刻度尺；故机械效率的表达式通式为η=

G

nF

；
第4次实验的机械效率为η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

6N×0.1m

2.5N×0.3m

×100%=80%．
（3）乙图动滑轮的个数增多，所以所做额外功更多，有用功不变，总功变大，因此机械效率会更低．
故答案为：（1）无关；有关；大；（2）刻度尺；

G

nF

；80%；（3）多；低．

点评：此题主要考查了滑轮组机械效率的计算、影响滑轮组机械效率的两个因素：物重和动滑轮的重力．