Question

浩文和虞勇同學用圖甲所示的滑輪組進行了“測滑輪組機械效率”的實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄下表后，通過分析與處理數(shù)據(jù)，探究得出了以下結(jié)論．

實驗 序號	物重 G/N	物體上 升的高 度h/cm	測力計 的示數(shù) F/N	測力計移 動的距離 s/cm	機械效 率η
1	2	5	0.9	15	74.1%
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.4%
4	6	10	2.5	30

（1）滑輪組的機械效率與物體上升的高度

 

，與所提物體的重力大小

 

（均選填“有關”或“無關”），提升的物體越重，機械效率越

 

；
（2）只要滑輪組結(jié)構一定，繞動滑輪知道n股細繩，測滑輪組機械效率的實驗器材就可以不需要

 

（填一種測量工具名稱），且機械效率的表達式通式為η=

 

（用本題中有關字母表示），并算出第4次實驗的機械效率為

 

；
（3）他們換用圖乙所示裝置再進行實驗探究，又發(fā)現(xiàn)：把同一重物提升相同高度，比用甲裝置要做更

 

（選填“多”或“少”）的額外功，所以機械效率會更

 

（選填“高”或“低”）．

Answer 1

分析：（1）分析1、2數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組提升相同的重物、上升的高度不同時，滑輪組的機械效率相同；分析2、3數(shù)據(jù)可知同一滑輪組提升不同的重物、上升相同的高度時，滑輪組的機械效率不同；據(jù)此得出結(jié)論；
（2）根據(jù)機械效率的變形公式可知需要的測量工具；滑輪組效率為有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，總功為拉力做的功；把第4次實驗的數(shù)據(jù)代入求出機械效率；
（3）物體的重力相同，動滑輪的重力越大，機械效率越低．

解答：解：（1）由1、2數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，提升物體的重力不變，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關；由2、3數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機械效率與物體的重力有關，并且物重越大，滑輪組的機械效率越大；
（2）由η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

G

nF

可知，已知提升物體繩子的股數(shù)時，只需要測量G和F，因此測量工具只需要彈簧測力計，不需要刻度尺；故機械效率的表達式通式為η=

G

nF

；
第4次實驗的機械效率為η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

6N×0.1m

2.5N×0.3m

×100%=80%．
（3）乙圖動滑輪的個數(shù)增多，所以所做額外功更多，有用功不變，總功變大，因此機械效率會更低．
故答案為：（1）無關；有關；大；（2）刻度尺；

G

nF

；80%；（3）多；低．

點評：此題主要考查了滑輪組機械效率的計算、影響滑輪組機械效率的兩個因素：物重和動滑輪的重力．