Question

小明学习了滑轮组的机械效率后，提出滑轮组的机械效率是否与绳子的绕法有关，为了验证自己的猜想，他找来了两个滑轮，细线，小石块．组成了甲图的滑轮组．
（1）为了使实验能进行下去，他还需要的测量工具有

刻度尺

、

弹簧测力计

．
（2）找到了测量工具后，他测出了甲图所示滑轮组的机械效率，为了验证猜想，他又用刚才的器材组成图乙的滑轮组，请你帮他在图乙中画出绕线方法，并将下表空白处填上恰当的数据．

	小石块重 G/N	小石块提升 高度h/m	绳子自由端 拉力F/N	绳子自由端 移动距离s/m	机械效率 η
图甲	2	0.1	1.2	0.2	83%
图乙	2	0.1	0.8	0.3	83%

（3）根据数据表格的内容，他得到的结论是：

滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关

．
（4）结合得出的结论，说说甲图的优点：

可以改变施力的方向

．

Answer 1

分析：（1）测滑轮组的机械效率时，需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离以及物体重力和拉力的大小，据此确定测量工具；
（2）①对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，它的绕绳方法只有两种，另一组采用下结法即可；
②根据η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%求出图甲滑轮组的机械效率，根据s=nh求出乙图绳子自由端移动距离；
（3）分析表格数据得出机械效率与绳子绕法的关系；
（4）结合动滑轮和定滑轮的使用特点分析甲滑轮组的优点．

解答：解：（1）∵滑轮组的机械效率η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%，
∴实验时，应用刻度尺测出物体上升的高度和绳端移动的距离，用弹簧测力计测出物体重力和拉力的大小；
（2）绕绳方法如图所示，用三段绳子来承担物重；

图甲中绳子的有效股数n=2，滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

1.2N×0.2m

×100%≈83%，
图乙中，绳子自由端移动距离：
s′=n′h=3×0.1m=0.3m；
（3）分析表格数据可知，滑轮组缠绕的方式不同，但机械效率相等，故可得结论：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关；
（4）由图可知：甲的优点是可以改变施力的方向．
故答案为：
（1）刻度尺；弹簧测力计；
（2）如上图所示；83%；0.3；
（3）滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关；
（4）可以改变施力的方向．

点评：本题考查了滑轮组机械效率的测量实验，涉及到实验器材的选择和滑轮组的绕法、机械效率的计算、绳端移动距离、滑轮组的优点等，关键是明白该实验的原理和滑轮组机械效率的计算方法．