Question

同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；
滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关．
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所测实验数据填入下表：

实验次数	动滑轮重/N	物重/N	动力/N	绳子的股数n	机械效率
1	1	2	1
2	1	4	1.67
3	2	4	2
4	1	4	2.5

（1）在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率．
（2）根据实验

 

和

 

（填①、②、③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（3）根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与

 

无关；
（4）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越

 

；
（5）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用

 

（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升

 

（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析：（1）要解决此题首先要会判断承担物重的绳子段数．关键是看由几段绳子拉着动滑轮．同时要掌握机械效率的概念，即η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

．
（2）在探究滑轮组的机械效率与物重之间的关系时，滑轮组的组装情况相同，只有物体的重力不同．
（3）②和④只有承担物重的绳子段数不同．动滑轮和物重都相同．所以探究机械效率与承担物重的绳子段数之间的关系．
（4）动滑轮越重，提升物体时做的额外功越多，所以机械效率越低．
（5）要研究机械效率与高度的关系，只能使物体被提升的高度不同，其它条件都相同．

解答：解：（1）由图知，①由3段绳子承担物重，所以s₁=3h₁．
η₁=

G1h1

F1s1

=

2N×h1

1N×3h1

=66.7%
②由3段绳子承担物重，所以s₂=3h₂．
η₂=

G2h2

F2s2

= 

4N×h2

1.67N×3h2

=79.8%
③由3段绳子承担物重，所以s₃=3h₃
η₃=

G3h3

F3s3

=

4N×h3

2N×3h3

= 66.7%
④由2段绳子承担物重，所以s₄=2h₄
η₄=

G4h4

F4s4

= 

4N×h4

2.5N×2h4

=80%
故答为：

实验次数	动滑轮重/N	物重/N	动力/N	绳子的股数n	机械效率
1	1	2	1	3	66.7%
2	1	4	1.67	3	79.8%
3	2	4	2	3	66.7%
4	1	4	2.5	2	80%

（2）要探究滑轮组机械效率与物重的关系，应使物体的重力不同，其它条件都相同，所以应选①②．
故答案为：①；②．
（3）②和④物重和动滑轮重都相同，只有承担物重的绳子段数不同，所以滑轮组的机械效率与承担物重的绳子段数无关．
故答案为：承担物重绳子段数．
（4）由数据可知，动滑轮越重，所做的额外功在总功中占得比例越大，机械效率越低．
故答案为：小．
（5）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，只有使提升物体的高度不同，其它条件都应相同．
故答案为：同一；不同．

点评：此题主要通过实验探究影响滑轮组机械效率的因素．首先要掌握机械效率的概念和测量方法，并且注意控制变量法在此实验中的应用．