Question

小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖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

17

，應改為

15

；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是

80%

；
③滑輪組的機械效率與

物體上升的高度

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

改變力的方向

．
②當這兩位同學使用各自的滑輪組把相同的重物提升相同的高度時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率

相同

（選填“相同”或“不相同”），理由是：

有用功和額外功相同

．

Answer 1

分析：（1）①由甲滑輪組可知，繩子的有效股數均為3，分析表格中繩端移動的距離和物體上升高度之間的關系即可得出答案；
②根據滑輪組的機械效率η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%求出第3次實驗中滑輪組的機械效率；
③根據η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%可知，滑輪組機械效率與與物體上升的高度的關系；
（2）①由實驗裝置可知，小紅多使用一個滑輪的目的；
②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由甲滑輪組可知，繩子的有效股數均為3，即測力計移動的距離是物體上升高度的3倍，因此錯誤的數據為17，應為15；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

6N×0.08m

2.5N×0.24m

×100%=80%；
③第1次實驗中滑輪組的機械效率：
η₁=

Gh1

Fs1

×100%=

6N×0.03m

2.5N×0.09m

×100%=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由實驗裝置可知，小紅多使用一個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．
故答案為：
（1）①26；②80%；③物體上升的高度；
（2）①改變力的方向；②相同；有用功和額外功相同．

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．