Question

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/cm	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计移动的距离s/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格处，填上合适的数据．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（3）第1 次实验测得滑轮组的机械效率为

66.7%

．
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以估算出这时滑轮组的机械效率值应在

66.7%～72.7%

范围内．
（5）实验时，应使弹簧测力计做

竖直匀速

运动．小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比

偏大

（填“偏小”、“偏大”或“相等”）．

Answer 1

分析：（1）根据第一次物体上升的高度和绳子自由端移动的距离来判断绳子的段数，即s=nh，从而求出第二次实验弹簧测力计移动的距离；
（2）n=5是奇数，根据“动奇定偶”可知从动滑轮的挂钩开始绕线；
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=

W有

W总

求出第1次和第2次实验测得滑轮组的机械效率；
（4）使用滑轮组时增加钩码的重，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；
（5）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．

解答：解：（1）由表格中第一组数据可知，
绳子的段数n=

s1

h1

=

25cm

5cm

=5，
第二组绳子自由端移动的距离：
s₂=5h₂=5×8cm=40cm．
（2）n=5是奇数，从动滑轮的挂钩开始依次绕线，如下图所示：

（3）滑轮组的机械效率为：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

第1次实验测得滑轮组的机械效率：
η₁=

G1

nF1

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
第2次实验测得滑轮组的机械效率：
η₂=

G2

nF2

=

4N

5×1.1N

≈72.7%．
（4）通过实验数据我们发现：使用同一个滑轮组时，增加钩码的重，机械效率会变大；
3N在2N、4N之间，因此机械效率也在66.7%～72.7%之间．
（5）实验过程中，弹簧测力计要竖直匀速拉动，根据二力平衡的条件可知此时弹簧测力计的示数才于绳子的拉力相等；
当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大．
故答案为：（1）40；
（2）如上图所示；
（3）66.7%；
（4）66.7%～72.7%；
（5）竖直匀速；偏大．

点评：（1）本题考查了有用功、总功、机械效率的计算，以及滑轮组的连接，关键是滑轮组绳子有效段数的确定和知道影响滑轮组机械效率的因素；
（2）在绕线时，绕法取决于绳子的段数，当为奇数时，从动滑轮的挂钩开始绕线；当段数为偶数时，从定滑轮的挂钩开始绕线，简称“奇动偶定”．