Question

同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关．
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所得实验数据填入下表：

实验次数	动滑轮重/N	物重/N	拉力/N	绳子的股数n	机械效率η
1	1	2	1
2	1	4	1.67
3	2	4	2
4	1	4	2.5

（1）实验时，应

竖直

、

匀速

拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的

拉力

的大小；同时用

刻度尺

测出钩码升高的高度；
（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率．

（3）根据实验

①

和

②

（填①、②、③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越

低

；
（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越

低

；
（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用

同一

（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升

不同

（填“相同”或“不同”）的高度去研究．

Answer 1

分析：（1）实验时应竖直匀速拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，用刻度尺测出钩码上升的高度．
（2）由图示滑轮组确定滑轮组承重绳子的股数，然后根据表中实验数据，应用效率公式求出滑轮组的效率．
（3）在探究滑轮组的机械效率与物重之间的关系时，滑轮组的组装情况相同，只有物体的重力不同．
（4）分析实验②和③所示实验数据，根据实验数据得出结论．
（5）分析表中实验数据，根据不同滑轮组提升相同重物时滑轮组的效率得出实验结论．
（6）要研究机械效率与物体提升高度的关系，应使用同一滑轮组提升相同的重物，使重物被提升的高度不同．

解答：解：（1）实验时，应竖直、匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的拉力的大小；同时用刻度尺测出钩码升高的高度．
（2）由图示滑轮组可知，
①承重绳子的股数n=3，
滑轮组效率η₁=

G1h1

F1s1

=

G1h1

F1n1h1

=

2N

1N×3

≈66.7%；
②承重绳子的股数n=3，
滑轮组效率η₂=

G2h2

F2s2

=

G2h2

F2n2h2

=

4N

1.67N×3

≈79.8%；
③承重绳子的股数n=3，
滑轮组效率η₃=

G3h3

F3s3

=

G3h3

F3n3h3

=

4N

2N×3

≈66.7%；
④滑轮为动滑轮，承重绳子股数n=2，
滑轮效率η₄=

G4h4

F4s4

=

G4h4

F4n4h4

=

4N

2.5N×2

=80%；
实验数据如下表所示：

实验次数	动滑轮重/N	物重/N	动力/N	绳子的股数n	机械效率
1	1	2	1	3	66.7%
2	1	4	1.67	3	79.8%
3	2	4	2	3	66.7%
4	1	4	2.5	2	80%

（3）由表中实验数据可知，实验①②动滑轮重力、承重绳子的股数相同而物体的重力不同，滑轮组效率不同，由此可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关．
（4）由实验②和③的实验数据可知，滑轮组提升相同重物与承重绳子股数相同而动滑轮的重力不同，滑轮组机械效率不同，动滑轮越重，机械效率越低．
（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；
（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用同一滑轮组，提升不同的高度去研究．
故答案为：（1）竖直；匀速；拉力；刻度尺；（2）如上表所示；（3）①；②；（4）低；（5）低；
（6）同一；不同．

点评：此题主要通过实验探究影响滑轮组机械效率的因素．首先要掌握机械效率的概念和测量方法，并且注意控制变量法在此实验中的应用．