Question

（2012?福州模擬）小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：

次 數(shù)	物重 G/N	物體上升 的高度h	有用 功J	測力計 拉力F	測力計移 動距離s	總功 J	機械 效率
1	6	3cm	0.18	2.5N	9cm	0.225	80%
2	6	6cm	0.36	2.5N	14cm	0.35
3	8	10cm		3.2N	30cm	0.96

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有

14cm和0.35

數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，判斷的理由是

繩子的有效股數(shù)為3，總功一定大于有用功

；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是

83.3%

；
③第1、3兩次實驗的結(jié)論是使用同樣的滑輪組，滑輪組機械效率與

物重

有關(guān)．
（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變

用力的方向

；
②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率

相同

（選填“相同”或“不相同”），理由是：

額外功和有用功都相同

．

Answer 1

分析：（1）①由實驗裝置可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)S=nh可知測力計移動的距離與物體上升的高度的關(guān)系，總功等于有用功和額外功之和，且有用功一定小于額外功；
②根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=

W有

W總

求出第2次和第3次實驗數(shù)據(jù)求出滑輪組的機械效率；
③分析第1次和第2次的實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體移動的距離無關(guān)，然后分析第1、3兩次實驗的數(shù)據(jù)物體的重力和機械效率的關(guān)系即可得出答案；
（2）①由實驗裝置可知，小紅多使用一個滑輪的目的；
②計算滑輪組的機械效率時，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功．

解答：解：（1）①動滑輪被3根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此第2組中14cm應(yīng)為18cm，
此時總功W_總=FS=2.5N×0.18m=0.45J，即0.35J應(yīng)為0.45J；
②第2次實驗中滑輪組的機械效率：η=

W有

W總

=

0.36J

0.45J

=80%，
第3次實驗中滑輪組的機械效率η=

W有

W總

=

FS

W總

=

8N×0.1m

0.96J

≈83.3%；
③分析第1次和第2次的實驗數(shù)據(jù)可知，使用同樣的滑輪組，滑輪組的機械效率與物體上的距離無關(guān)；
分析表格中的第1、3兩次實驗數(shù)據(jù)的物重和機械效率可知，使用同樣的滑輪組，物體越重，機械效率越高，即滑輪組機械效率與物重有關(guān)．
（2）①由實驗裝置可知，小紅多使用一個定滑輪的作用是改變力的方向；
②這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案：（1）①14cm和0.35；繩子的有效股數(shù)為3，總功一定大于有用功；②83.3%；③物重；（2）①力的方向；②相同；額外功和有用功都相同．

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關(guān)，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關(guān)．要提高機械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．