Question

九（1）班的物理小組“滑輪組機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，你幫他們完成下列步驟：
（1）該實(shí)驗(yàn)原理是

η=

W有用

W總

；需要的測量器材有

彈簧測力計(jì)

、

直尺

；
（2）在測量拉力時(shí)應(yīng)

豎直向上勻速直線

拉動(dòng)彈簧測力計(jì)并讀數(shù)，如果在靜止時(shí)讀數(shù)，測得的機(jī)械效率將

偏大

（偏大/偏小/不變）；
（3）將第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率計(jì)算好，并填在表的空格中，你能分析一下機(jī)械效率不能是100%的原因嗎？請(qǐng)你試著寫出一條：

要克服動(dòng)滑輪重做額外功

；

序號(hào)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	繩端拉力F/N	繩端移動(dòng)的距離s/m	機(jī)械效率η
1	4	0.1	1.8	0.3	74%
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	8	0.1	3	0.3	88.9%

（4）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是：

在動(dòng)滑輪重一定時(shí)，物體越重機(jī)械效率越高

；
（5）為了驗(yàn)證滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)（動(dòng)滑輪重）有關(guān)，請(qǐng)寫出有簡要的實(shí)驗(yàn)步驟：

使用動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)不同的兩個(gè)滑輪組提升同一重物，分別測出其機(jī)械效率進(jìn)行比較便可得出結(jié)論

．

Answer 1

分析：（1）掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式：P=

W有用

W總

=

Gh

Fs

，所以要測量G、h、F、s，用到工具彈簧測力計(jì)和刻度尺．
（2）要正確測出拉力的大小，需要?jiǎng)蛩儇Q直向上拉動(dòng)測力計(jì)．在拉動(dòng)彈簧測力計(jì)時(shí)，不僅要克服物體和動(dòng)滑輪的重力，而且要克服摩擦做功．
（3）將第三次的數(shù)據(jù)代入公式P=

Gh

Fs

便可得出結(jié)論．知道使用滑輪組時(shí)所做的額外功分別是克服動(dòng)滑輪重力和摩擦做的功．
（4）正確分析數(shù)據(jù)中變化的量和不變的量，分析機(jī)械效率的變化是由于什么的變化而引起的．
（5）掌握滑輪組機(jī)械效率的測量方法，要探究機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重之間的關(guān)系，需使被提升物體的重力不變，改變動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)（動(dòng)滑輪重）．

解答：解：（1）滑輪組機(jī)械效率的測量原理為：η=

W有用

W總

．
由于W_有用=Gh，W_總=Fs，所以要用到彈簧測力計(jì)測量物重G和拉力F，用刻度尺測量物體上升高度h和繩子自由端移動(dòng)的距離s．
（2）要正確地測出拉力的大小，需豎直向上勻速拉動(dòng)測力計(jì)．
若在靜止時(shí)讀數(shù)，此時(shí)測得的拉力沒有克服摩擦力，所以計(jì)算出的總功偏小，根據(jù)公式η=

W有用

W總

，則計(jì)算出的機(jī)械效率偏大．
（3）第三次實(shí)驗(yàn)的效率η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

8N×0.1m

3N×0.3m

≈88.9%
由于在使用滑輪組時(shí)要克服動(dòng)滑輪重力做額外功，所以機(jī)械效率小于1．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)中使用的是同一個(gè)滑輪組，所以動(dòng)滑輪的重力相同，被提升的鉤碼重增大，滑輪組的效率也提高，可以得出在動(dòng)滑輪重一定時(shí)，物體越重機(jī)械效率越高．
（5）要探究機(jī)械效率與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)（動(dòng)滑輪重）之間的關(guān)系，需使滑輪組提升的物重相同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不同．
故答案為：（1）η=

W有用

W總

；彈簧測力計(jì)；直尺；（2）豎直向上勻速直線；偏大；（3）88.9%；要克服動(dòng)滑輪重做額外功；（4）在動(dòng)滑輪重一定時(shí)，物體越重機(jī)械效率越高；
（5）使用動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)不同的兩個(gè)滑輪組提升同一重物，分別測出其機(jī)械效率進(jìn)行比較便可得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng)：此題主要是探究滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了學(xué)生對(duì)機(jī)械效率公式的掌握，同時(shí)考查了有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算及根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．