Question

在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用如图20所示的同一滑轮组进行两次实验，实验所记录的数据如下表所示．

次数	钩码重力/N	钩码上升高度/m	弹簧测力计示数/N	弹簧测力计移动距离/m
1	1	0.1	0.5	0.3
2	3	0.1	1.2	0.3

（1）在图中画出实验时滑轮组的绕线方法．
（2）第2次实验时的有用功W_有用=

0.3

J，总功W_总=

0.36

J，机械效率η=

83.3%

（结果保留一位小数）．
（3）从上述两次实验数据可得出，滑轮组的机械效率与所挂钩码重力的关系为：

同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高

．

Answer 1

分析：（1）物体被提高的高度为h，绳子末端移动的距离为s，则s=nh，求出绳子段数n后，按“奇动偶定”的原则绕线．
（2）知道钩码重、钩码移动的距离、拉力、拉力移动的距离，求出有用功、总功、机械效率．
（3）求出两次实验的机械效率，比较同一滑轮组，滑轮组的机械效率跟提起物重的关系．

解答：解：（1）绳子自由端移动的距离为0.3m，钩码升高的距离为0.1m，
∴与动滑轮相连的绳子段数为：n=

s

h

=

0.3m

0.1m

=3，
3为奇数，所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上，然后往定滑轮的边框开始绕线，如右图所示．
（2）第2次实验：W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J
W_总=Fs=1.2N×0.3m=0.36J．
机械效率：η=

W有

W总

=

0.3J

0.36J

=83.3%，
（3）第1次实验的机械效率：η'=

W′有

W′总

=

G′h

F′s

=

1N×0.1m

0.5N×0.3m

=66.7%，
∴同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）如上图；
（2）0.6；0.72；83.3%；
（3）同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

点评：（1）“n”表示承担物重的绳子股数，是与动滑轮相连的绳子的股数，包括连在动滑轮的挂钩（或边框）及从动滑轮引出的拉绳的自由端，如“n”是奇数，从动滑轮挂钩连起；如“n”是偶数，从定滑轮挂钩连起，简称“奇动偶定”．
（2）同一滑轮组机械效率不是固定不变的，提升物体越重，机械效率越大．