Question

小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數據如下表：

實驗 次數	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數F/N	測力計移動的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中數據，回答以下問題：
①表中有一個數據的記錄是錯誤的，錯誤的數據是：

 

；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是：

 

；③滑輪組的機械效率與

 

無關．
（2）小紅在小明實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變：

 

；
②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率

 

（相同/不相同），理由是：

 

．

Answer 1

分析：（1）滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍，計算滑輪組機械效率時，關鍵是找準有用功和總功；
（2）滑輪組設計原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數減一定，變向加一定；計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功．

解答：解：（1）①動滑輪被3根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此第2組中17應為15；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率：η=

W有

W總

=

Gh

F S

=

6×8

2.5×24

=80%
③第1次實驗中滑輪組的機械效率：η1=

W有

W總

=

Gh1

F1s1

=

6×3

2.5×9

=80%；
與第3次實驗數據相同，因此機械效率與物體上升的高度無關；
（2）①定滑輪的作用是改變力的方向；
②這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案：（1）①17；②80%；③物體上升的高度；
（2）①力的方向；②相同；額外功和有用功都相同．

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．