Question

小明学过“机械效率”后，产生了一个疑问：“机械越省力，它的机械效率是否越高”．针对这个问题，小明利用不同的滑轮组匀速提升同一重物，得到如下数据：

实验次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m	机械效率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）请根据小明第一次的实验数据，在下面的虚线框内画出相应的滑轮组；

（2）计算第二次实验的机械效率并将数据填入表中的空格处；
（3）通过分析上表中的实验数据，针对小明的疑问，你能得到的结论是：

 

；
（4）从上表可以看出，不同滑轮组的机械效率不同．小明认为：对于同一滑轮组，它的机械效率也可能不同．
①请你根据所学知识，简要分析这位同学的结论是否正确？（分析过程可不考虑摩擦和绳重）
②请你简要回答，如何通过实验做进一步的验证．

Answer 1

分析：（1）根据绳端移动的距离和物体上升的高度确定承担物重的绳子段数．从而画出滑轮组的绕法．
（2）根据滑轮组机械效率的概念．η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

（3）首先根据测力计移动的距离和钩码上升的高度，确定承担物重的绳子段数．比较几次绳子段数的多少和机械效率的高低，从而得出结论．
（4）滑轮组的机械效率是有用功与总功之比，若用同一个滑轮组，所做的额外功相同．若被提升的物体越重，所做的有用功越多，则有用功在总功中所占的比值越大，机械效率越高．
利用实验验证时，需要使用同一个滑轮组，分别提升不同的重物，测量滑轮组的机械效率．

解答：解：（1）从第一次实验数据可以看出，测力计移动的距离是钩码上升高度的3倍，所以此滑轮组由3段绳子承担物重．
故答案为：．
（2）η=

Gh

Fs

=

2N×0.1m

0.6N×0.5m

=66.7%
故答案为：

实验次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m	机械效率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）从三次实验数据看，滑轮组承担物重的绳子段数分别为3、5、7段，1、2、3次实验越来越省力，但比较机械效率的大小，滑轮组越省力，机械效率越低．
故答案为：使用滑轮组不是越省力，机械效率越高；越省力，机械效率越低．
（4）①在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率为η=

W有

W总

=

1

1+ G动 G物

∵同一滑轮组G_动不变，当G_物增大时，η也在增大．因此，对同一滑轮组，当改变物重时，可以改变滑轮组的机械效率，此同学的结论是正确的．
②在前面实验的基础上，任选一个滑轮组，用弹簧测力计测出不同物重时拉力的大小，计算出机械效率在进行比较．

点评：此题是测量滑轮组的机械效率实验，主要考查了机械效率的计算、滑轮组的组装．同时还考查了影响滑轮组机械效率的因素．好多同学认为滑轮组越省力，机械效率越高这是错误的．