Question

小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图所示．
（1）表中第

1

次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为

60.6%

．

（2）根据另一组正确的数据计算出的机械效率为

66.7%

；比较两次的机械效率可以
得出的结论是：

在使用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与物体的重力有关

．
（3）实验中拉动弹簧测力计时要注意

应匀速竖直向上拉

．
（4）小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象，引起这种现象的原因是

做的不是做匀速直线运动

造成的．为改变这种现象，小刚让弹簧测力计静止下来读数，这样他测得的机械效率将

变大

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率

不变

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析：（1）重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离s应是物体升高距离h的3倍．
知道物重G、物体升高的距离h、拉力F、弹簧测力计移动的距离s，利用滑轮组的机械效率计算公式η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

可求出其机械效率．
（2）同样利用机械效率的公式可计算第2次实验的结果；根据两次提升重物的区别，结合机械效率的大小，可得出相应的结论；
（3）根据二力平衡知：只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数才稳定．
（4）弹簧测力计的示数不稳定，是因为力不平衡，做的不是做匀速直线运动．
弹簧测力计静止时，由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大；
（5）只要有用功、额外功都不变，机械效率就不会改变．

解答：（1）图中滑轮组用3段绳子承担物重，因此第1次实验中s应为s₁=3h₁=3×0.1m=0.3m，
机械效率为：η₁=

G1h1

F1s1

=

2N×0.1m

1.1N×0.3m

=60.6%；
（2）第2次实验的机械效率为：η₂=

G2h2

F2s2

=

4N×0.1m

2.0N×0.3m

=66.7%；两次实验条件唯一的不同是提升的重物不同，物体越重滑轮组的机械效率越高，因此，可总结出：在使用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与物体的重力有关；
（3）根据二力平衡的要求知，拉动弹簧测力计时要竖直匀速拉动，才能保证测量准确；
（4）用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象，引起这种现象的原因是做的不是做匀速直线运动，力不平衡．
让弹簧测力计静止下来读数时，由于没有了滑轮与轴及绳子间的摩擦，额外功减小，机械效率变大．
（5）如果仅改变绕绳的方法，额外功不变、有用功不变，则机械效率也不会改变．
故答案为：（1）1；60.6%；（2）66.7%；使用同一滑轮组时，所提升的重物越重，机械效率越高；（3）应匀速竖直向上拉（或匀速向上）；（4）做的不是做匀速直线运动；变大；（5）不变．

点评：此题结合实验实例考查对滑轮组和机械效率的认识和分析，让我们养成严谨的科学探究精神．