Question

（2012?貴港）下面是小聰和小明做“測滑輪組的機械效率”的實驗．
（1）小聰和小明兩人用彈簧測力計測鉤碼重量時的情形分別如圖甲、乙所示，你認為

甲

是正確的（選填“甲”或“乙”）
（2）他們正確進行實驗后，測出如下表中的數據，實驗裝置如圖丙、丁所示．

物理量	試驗1	試驗2	試驗3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	2.0	1.4	2.8
繩端移動距離s/m	0.3	0.5	0.3
機械效率η	67%

①通過表中數據可分析出實驗1是用

丙

圖所示的裝置做的實驗，實驗2是用

丁

圖所示的裝置做的實驗，實驗2的機械效率為

57%

，實驗3的機械效率為

71%

．
②通過實驗1和實驗2的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率

低

．
③比較實驗1和試驗3可得正確結論：使用同一滑輪組，

增大提升的物重

可以提高滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）彈簧測力計在使用時，力的方向應與彈簧的軸線一致．
（2）①通過觀察承擔物重的繩子的段數，再分析表格中s與h的關系，可判斷哪是用圖甲、圖乙的裝置進行的實驗，再根據η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出實驗2和實驗3的機械效率；
②比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數多少對滑輪組機械效率的影響；
③比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響．

解答：解：
（1）彈簧測力計在測重力時應豎直方向使用，故選甲．
（2）①在實驗1中，h₁=0.1m，s₁=0.3m，所以n₁=

s1

h1

=

0.3m

0.1m

=3，故實驗1是用丙圖所示的裝置進行的實驗；
實驗2中，h₂=0.1m，s₂=0.5m，所以n₂=

s2

h2

=

0.5m

0.1m

=5，故實驗2是用丁圖所示的裝置進行的實驗，
機械效率η₂=

W有

W總

=

G2h2

F2s2

=

4N×0.1m

1.4N×0.5m

≈57%；
實驗3中，h₃=0.1m，s₃=0.3m，所以n₃=

s3

h3

=

0.3m

0.1m

=3，故實驗3是用丙圖所示的裝置進行的實驗，
機械效率η₃=

W有

W總

=

G3h3

F3s3

=

6N×0.1m

2.8N×0.3m

≈71%．
②實驗1和2中，提升重物相同，距離相同，只是滑輪組不同，尤其是動滑輪的個數不同，實驗2的機械效率低于實驗1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率越低；
③實驗1和3中，滑輪組相同，實驗3提升的重物大于實驗1，機械效率也更高，說明：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：
（1）甲；
（2）①丙；丁；57%；71%；②低；③增大提升的物重．

點評：在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用和彈簧測力計的正確使用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．