Question

同學們在探究“影響滑輪組機械效率高低的因素”時提出了下列假設：滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關；滑輪組機械效率高低可能與被提物重有關；滑輪組機械效率高低可能與承重繩子段數有關．
一位同學設計了如圖所示的四個滑輪組，并將所得實驗數據填入下表：

實驗次數	動滑輪重/N	物重/N	拉力/N	繩子的股數n	機械效率η
1	1	2	1
2	1	4	1.67
3	2	4	2
4	1	4	2.5

（1）實驗時，應

豎直

、

勻速

拉動彈簧測力計，使鉤碼上升，并由彈簧測力計讀出繩子自由端的

拉力

的大小；同時用

刻度尺

測出鉤碼升高的高度；
（2）在表中填上四次實驗的繩子的股數n和機械效率．

（3）根據實驗

①

和

②

（填①、②、③、④）可知，滑輪組機械效率高低與被提物重有關；
（4）根據實驗②和③可知，滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越

低

；
（5）通過實驗可以發現，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越

低

；
（6）要研究滑輪組機械率高低是否與物體提升高度有關，應該選用

同一

（填“同一”或“不同”）滑輪組，提升

不同

（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析：（1）實驗時應豎直勻速拉動彈簧測力計，讀出彈簧測力計的示數，用刻度尺測出鉤碼上升的高度．
（2）由圖示滑輪組確定滑輪組承重繩子的股數，然后根據表中實驗數據，應用效率公式求出滑輪組的效率．
（3）在探究滑輪組的機械效率與物重之間的關系時，滑輪組的組裝情況相同，只有物體的重力不同．
（4）分析實驗②和③所示實驗數據，根據實驗數據得出結論．
（5）分析表中實驗數據，根據不同滑輪組提升相同重物時滑輪組的效率得出實驗結論．
（6）要研究機械效率與物體提升高度的關系，應使用同一滑輪組提升相同的重物，使重物被提升的高度不同．

解答：解：（1）實驗時，應豎直、勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升，并由彈簧測力計讀出繩子自由端的拉力的大小；同時用刻度尺測出鉤碼升高的高度．
（2）由圖示滑輪組可知，
①承重繩子的股數n=3，
滑輪組效率η₁=

G1h1

F1s1

=

G1h1

F1n1h1

=

2N

1N×3

≈66.7%；
②承重繩子的股數n=3，
滑輪組效率η₂=

G2h2

F2s2

=

G2h2

F2n2h2

=

4N

1.67N×3

≈79.8%；
③承重繩子的股數n=3，
滑輪組效率η₃=

G3h3

F3s3

=

G3h3

F3n3h3

=

4N

2N×3

≈66.7%；
④滑輪為動滑輪，承重繩子股數n=2，
滑輪效率η₄=

G4h4

F4s4

=

G4h4

F4n4h4

=

4N

2.5N×2

=80%；
實驗數據如下表所示：

實驗次數	動滑輪重/N	物重/N	動力/N	繩子的股數n	機械效率
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%

（3）由表中實驗數據可知，實驗①②動滑輪重力、承重繩子的股數相同而物體的重力不同，滑輪組效率不同，由此可知，滑輪組機械效率高低與被提物重有關．
（4）由實驗②和③的實驗數據可知，滑輪組提升相同重物與承重繩子股數相同而動滑輪的重力不同，滑輪組機械效率不同，動滑輪越重，機械效率越低．
（5）通過實驗可以發現，不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，機械效率越低；
（6）要研究滑輪組機械率高低是否與物體提升高度有關，應該選用同一滑輪組，提升不同的高度去研究．
故答案為：（1）豎直；勻速；拉力；刻度尺；（2）如上表所示；（3）①；②；（4）低；（5）低；
（6）同一；不同．

點評：此題主要通過實驗探究影響滑輪組機械效率的因素．首先要掌握機械效率的概念和測量方法，并且注意控制變量法在此實驗中的應用．