Question

以下是小明同學探究“滑輪組的機械效率跟所提升物重是否有關？”的部分過程，請幫助他完成下列填空。

設計實驗

實驗目的：比較同一滑輪組在提升不同重物情況下的機械效率。

(1)實驗原理：η＝           。

(2)實驗器材：滑輪組一套、輕重不同的兩物塊、刻度尺、         、鐵架臺、細線。

進行實驗并收集數據

(3)用同一滑輪組先后提升不同重物，相關數據收集在下面的表格中，請將表格數據補充完整。

實驗序號	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/m	繩端的拉力/N	繩端移動的距離/m	機械效率／%
①	4	0.1	1.8	0.3	74.1
②	6	0.1	2.4	0.3

分析與論證

分析上表中的數據可以看出：

(4)同一滑輪組的機械效率    恒定的（填“是”或“不是”）。

(5)滑輪組的機械效率    l（填“大于”、等于”或“小于”）。

評估與拓展

(6)小明同學使用滑輪組提升重物時，測力計的示數一會兒大，一會兒小，弄得小明同學一時不知該何時讀數，你認為他在測量中應該在           時讀數。

(7)提升相同重物時，增加動滑輪的個數，滑輪組的機械效率將    （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）彈簧測力計（3）83.3    （4）不是    （5）小于（6）勻速向上拉動     （7）變小

【解析】

試題分析：實驗原理是機械效率計算公式；根據實驗需要測量物體升高的高度、繩子移動的距離和測量拉力以及物體的重力，故需要刻度尺、彈簧測力計；由圖示先分析，物重由幾股繩子承擔，然后確定物體升高的高度；再利用W=Gh計算有用功；再利用機械效率公式計算機械效率；由實驗數據，第一次測量的機械效率為74.1%和第二次實驗機械效率為83.3%，分析即可；判定機械效率與1的關系，關鍵看是否做額外功；根據力的平衡條件進行分析；增加動滑輪的個數，相當于增加 了額外功，利用機械效率公式分析即可。

比較同一滑輪組在提升不同重物情況下的機械效率，原理是機械效率計算公式；需要測量物體升高的高度、繩子移動的距離，故需要刻度尺；要測量拉力以及物體的重力，故需要彈簧測力計；由圖示可分析得出，物重由三股繩子承擔，所以測力計上升0.3m，則物體升高0.1m；再利用功的公式W=Gh計算有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J；再利用機械效率公式由實驗數據，第一次機械效率為74.1%，第二次實驗機械效率為83.3%，所以同一滑輪組的機械效率不是恒定的；由于不得不做額外功，所以機械效率永遠小于1；根據力的平衡可知，只有沿直線豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數才等于拉力的大小；增加動滑輪的個數，相當于增加 了額外功，所以滑輪組的機械效率將減小。

考點：此題考查的是滑輪組的機械效率。

點評：本題考查了如何測定滑輪組的機械效率，并對實驗結果進行評估，提高了學生的實驗探究能力。