Question

某同学在做“测滑轮组机械效率”的实验中．用如图1中甲所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：

钩码重G（N）	钩码上升高度（m）	测力计拉力F（N）	测力计移动距离s（m）
2	0.1	0.4	0.3

（1）在实验操作中应竖直向上

匀速

拉动弹簧测力计．
（2）根据上表可算出，W_有=

0.2

焦，W_总=

0.12

焦．
对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是

有用功大于总功（或机械效率大于100%）

；
（3）结合图1中的乙你会发现导致实验结果不合理的原因是：

弹簧测力计的示数读错了

．
（4）小红用如图2所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，实验数据记录如下表：

实验 次数	物重 G/N	物体上升的距离h/cm	弹簧测力计的读数F/N	弹簧测力计上升的距离s/cm	机械 效率η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30	40%

①在表中的空格处填上第三次实验的机械效率．
②从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率

越低

．

Answer 1

分析：（1）实验过程中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，然后两个计算结果进行比较，找出不合理之处；
（3）认真读图可以看出，弹簧测力计的分度值应为0.2N，而不是0.1N，这便是造成读数错误的原因；
（4）①根据η=

W有

W总

=

Gh

Fs

求出在表中的空格处填上第三次实验的机械效率；
②提升同一个物体，动滑轮越重，额外功在总功中的比值越大，机械效率越低．

解答：解：
（1）探究滑轮组机械效率时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力不变，弹簧测力计示数不变，方便读数；
（2）根据上表可算出，W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，有用功大于总功（或机械效率大于100%），实验结果不合理；
（3）弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为0.8N．弹簧测力计的读数错误；
（4）①在表中的空格处填上第三次实验的机械效率：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

=40%；
②滑轮组的机械效率η′=

W有

W总

=

Gh

(G+G′)h

=

G

G+G′

，同一物体，重力不变，动滑轮越重，机械效率越低．
故答案为：
（1）匀速；0.2；0.12；有用功大于总功（或机械效率大于100%）；  
（2）弹簧测力计的示数读错了；     
（3）40%；
（4）越低．

点评：本题考查了二力平衡条件的应用和功、机械效率的计算，明确总功和有用功、额外功的关系以及知道影响滑轮组机械效率的因素是解题的关键．