Question

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图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	40

（1）完成这个实验需要的测量工具是

 

和

 

．
（2）在实验操作中应沿

 

方向，并且

 

拉动弹簧测力计．
（3）记录表中有一项数据明显有错误，正确的记录数据应为

 

．
（4）记录表中第三次实验的机械效率正确数值应为

 

．
（5）分析实验数据可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组机械效率越

 

．
（6）在第二次实验基础上，若用该铝制滑轮组提升重为5N的物体到相同高度（不计绳重和摩擦），则此时滑轮组的机械效率将

 

（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是在

 

不变的情况下，有用功增大了．

Answer 1

分析：（1）根据机械效率的计算公式进行分析；
（2）要知道需正确测量绳端拉力，需要使测力计在竖直方向匀速运动；
（3）由图所示的滑轮组求出滑轮组承重绳子的有效股数，根据s=nh分析；
（4）根据η=

W有

W总

=

Gh

Fs

求出机械效率；
（5）要知道滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，提升同一物体，所做有用功不变．动滑轮的越重，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．
（6）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加物重，增加了有用功，因此机械效率会变大．

解答：解：（1）由机械效率的计算公式η=

W有

W总

=

Gh

Fs

可知，要计算滑轮组的机械效率，需要测量G、F、h、s，因此需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺；
（2）为了能准确测量绳端拉力，在实验操作中应沿竖直向上的方向，并且匀速拉动弹簧测力计；
（3）由图所示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，由表中实验数据可知，第3次实验时，物体上升距离为10cm，弹簧测力计移动距离s=3h=3×10cm=30cm，故第3次实验中弹簧测力计移动的距离是错误的，正确数据为30cm；
（4）第三次实验中，滑轮组的机械效率：η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

×100%=40%；
（5）提升同一物体，所做有用功相同，动滑轮越重，所做的额外功越多，机械效率越低；
（6）在第二次实验基础上，若用该铝制滑轮组提升重为5N的物体到相同高度，即其它条件不变，物重增加；
当使用滑轮组时，额外功不变，增加物重，增加了有用功，则有用功占总功的比例变大，故滑轮组的机械效率变大．
故答案为：（1）弹簧测力计；刻度尺；（2）竖直向上；匀速；（3）30；（4）40；（5）低；（6）变大．

点评：此题主要是探究滑轮组的机械效率，主要考查了学生对机械效率公式的掌握；使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．