Question

小明學過“機械效率”后，產生了一個疑問：“機械越省力，它的機械效率是否越高”．針對這個問題，小明利用不同的滑輪組勻速提升同一重物，得到如下數據：

實驗次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m	機械效率η
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3%
2	2	0.1	0.6	0.5
3	2	0.1	0.5	0.7	57.1%

（1）請根據小明第一次的實驗數據，在下面的虛線框內畫出相應的滑輪組；

（2）計算第二次實驗的機械效率并將數據填入表中的空格處；
（3）通過分析上表中的實驗數據，針對小明的疑問，你能得到的結論是：

 

；
（4）從上表可以看出，不同滑輪組的機械效率不同．小明認為：對于同一滑輪組，它的機械效率也可能不同．
①請你根據所學知識，簡要分析這位同學的結論是否正確？（分析過程可不考慮摩擦和繩重）
②請你簡要回答，如何通過實驗做進一步的驗證．

Answer 1

分析：（1）根據繩端移動的距離和物體上升的高度確定承擔物重的繩子段數．從而畫出滑輪組的繞法．
（2）根據滑輪組機械效率的概念．η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

（3）首先根據測力計移動的距離和鉤碼上升的高度，確定承擔物重的繩子段數．比較幾次繩子段數的多少和機械效率的高低，從而得出結論．
（4）滑輪組的機械效率是有用功與總功之比，若用同一個滑輪組，所做的額外功相同．若被提升的物體越重，所做的有用功越多，則有用功在總功中所占的比值越大，機械效率越高．
利用實驗驗證時，需要使用同一個滑輪組，分別提升不同的重物，測量滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）從第一次實驗數據可以看出，測力計移動的距離是鉤碼上升高度的3倍，所以此滑輪組由3段繩子承擔物重．
故答案為：．
（2）η=

Gh

Fs

=

2N×0.1m

0.6N×0.5m

=66.7%
故答案為：

實驗次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m	機械效率η
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3%
2	2	0.1	0.6	0.5	66.7%
3	2	0.1	0.5	0.7	57.1%

（3）從三次實驗數據看，滑輪組承擔物重的繩子段數分別為3、5、7段，1、2、3次實驗越來越省力，但比較機械效率的大小，滑輪組越省力，機械效率越低．
故答案為：使用滑輪組不是越省力，機械效率越高；越省力，機械效率越低．
（4）①在不考慮繩重和摩擦時，滑輪組的機械效率為η=

W有

W總

=

1

1+ G動 G物

∵同一滑輪組G_動不變，當G_物增大時，η也在增大．因此，對同一滑輪組，當改變物重時，可以改變滑輪組的機械效率，此同學的結論是正確的．
②在前面實驗的基礎上，任選一個滑輪組，用彈簧測力計測出不同物重時拉力的大小，計算出機械效率在進行比較．

點評：此題是測量滑輪組的機械效率實驗，主要考查了機械效率的計算、滑輪組的組裝．同時還考查了影響滑輪組機械效率的因素．好多同學認為滑輪組越省力，機械效率越高這是錯誤的．