Question

在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置测得了四组数据，如表所示．

实验次数	钩码重G/N	钓码上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/m
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）在实验操作中应竖直向上

匀速

拉动弹簧测力计．
（2）前三次实验中，第

3

次实验数据明显出现错误，应当剔除．
（3）第四次实验中，有用功是

0.3

J，总功是

0.36

J，滑轮组的机械效率为

83.3%

．
（4）根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与

物体被提起的高度

是否有关．
（5）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将

增大

（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）
（6）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与

动滑轮的重力

有关（写出其它一种影响因素即可）．

Answer 1

分析：（1实验过程中，为了准确测量拉力，需要使测力计匀速运动．
（2要解决此题，需要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系：s=nh．
（3）掌握有用功、总功、机械效率的概念．在此题中有用功是克服钩码的重力做的功；总功时拉力F做的功；机械效率等于有用功与总功之比．
（4）要得出结论，需要注意分析表格中各数据，分析改变的量，机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的．
（5）根据η=

W有用

W总

=

Gh

Gh+W额

=

1

1+ W额 Gh

分析出机械效率的变化；
（6）根据η=

W有用

W总

=

Gh

Gh+W额

=

1

1+ W额 Gh

作出分析和解答．

解答：解：（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，其示数才能够反映拉力的大小；
（2）前三次实验中，1、2两次实验绳端移动距离都是物体上升高度的3倍，可知此滑轮组由3段绳子承担物重，而第三次绳端移动距离与钩码上升高度的关系错误，所以应当剔除．
（3）第四次实验的钩码重G=3N，钩码上升高度h=10cm=0.1m．
所以有用功为：W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
测力计示数即拉力为F=1.2N，绳端移动距离为s=30cm=0.3m，
所以总功为：W_总=Fs=1.2N×0.3m=0.36J；
所以机械效率为：η=

W有用

W总

×100%=

0.3J

0.36J

×100%≈83.3%．
（4）由表格中数据可以看出，在4次实验中钩码上升的高度不断发生变化，所以是探究滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关．
（5）若仅增加物体的重，根据η=

W有用

W总

=

Gh

Gh+W额

=

1

1+ W额 Gh

可知，在额外功不变的情况下，物重越大，机械效率会越大；
（6）根据η=

W有用

W总

=

Gh

Gh+W额

=

1

1+ W额 Gh

可知，滑轮组的机械效率还与额外功的多少有关，在使用滑轮组的过程中，克服摩擦、克服动滑轮重做的功都是额外功，所以滑轮组的机械效率与摩擦力的大小，动滑轮重的大小有关．
故答案为：（1）匀速；（2）3；（3）0.3；0.36；83.3%；（4）物体被提起的高度；（5）增大；（6）动滑轮的重力．

点评：本题是测量滑轮组机械效率的实验，主要考查了有关滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算；一定要知道有用功、总功的求法，掌握机械效率的计算公式，同时要知道绳端移动距离与物体上升高度之间的关系；考查了学生根据实验数据分析问题的能力．