Question

小明用若干個相同的滑輪以不同的方式組合成甲、乙兩個不同的滑輪組，分別做測定滑輪組機械效率的實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表所示．（g取10N/kg）

滑輪組	鉤碼的質(zhì)量/g	鉤碼上升的高度/m	彈簧測力計的示數(shù)/N	彈簧測力計移動的距離/m	有用功 W有/J	總功 W總/J	機械效率η
甲	200	0.1	1.5	0.2	0.2	0.3	66.7%
乙	200	0.2	1.0	0.8	0.4	0.8	50%

（1）該實驗的實驗原理是

η=

Gh

Fs

×100%

．
（2）小明

豎直方向

拉動彈簧測力計使鉤碼

勻速

升高，并由彈簧測力計讀出拉力的大小．
（3）請你幫小雪填寫表中空格．
（4）由數(shù)據(jù)分析可知，滑輪組乙至少是由

一

個定滑輪和

兩

個動滑輪組成的．
（5）甲、乙兩個滑輪組的機械效率不同的原因是

動滑輪的個數(shù)

．

Answer 1

分析：（1）測滑輪組機械效率的原理是η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%；
（2）利用力的平衡條件，只有勻速拉動彈簧測力計，測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，再根據(jù)η=

W有

W總

×100%求出滑輪組的機械效率，據(jù)此完成表格；
（4）由物體升高的距離和拉力移動的距離，判斷有幾段繩子承擔物體的重力，然后判斷定滑輪和動滑輪的個數(shù)；
（5）相同的滑輪以不同的方式組合成的滑輪組，如果物體重不變，動滑輪個數(shù)越多，額外功占總功的百分比越大，即機械效率越低．

解答：解：
（1）該實驗的實驗原理是：η=

Gh

Fs

×100%；
（2）根據(jù)力的平衡可知，只有豎直方向勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力的大小；
（3）甲滑輪組的機械效率：η_甲=

W有甲

W總甲

×100%=

0.2J

0.3J

×100%≈66.7%；
乙滑輪組：W_有乙=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.2m=0.4J，W_總乙=Fs=1.0N×0.8m=0.8J，η_乙=

W有乙

W總乙

×100%=

0.4J

0.8J

×100%=50%；
（4）由表格數(shù)據(jù)知，甲拉力移動的距離是物體升高距離的2倍，所以有二段繩子承擔物體的重力，至少有一只動滑輪組成滑輪組；
乙拉力移動的距離是物體升高距離的4倍，所以有四段繩子承擔物體的重力，至少有一只定滑輪和兩只動滑輪組成滑輪組；
（5）甲、乙兩個不同滑輪組的滑輪相同，乙中動滑輪的個數(shù)比甲滑輪組多，額外功占總功的百分比越大，即乙滑輪組的機械效率越低．
故答案為：
（1）η=

Gh

Fs

×100%；
（2）豎直方向；勻速；
（3）66.7%；0.4；0.8；50%；
（4）一；二；
（5）動滑輪的個數(shù)．

點評：本題考查了滑輪組機械效率的測量實驗和影響滑輪組機械效率的因素，關(guān)鍵是知道實驗的原理，難點是分析實驗數(shù)據(jù)得出影響滑輪組機械效率的因素--動滑輪的個數(shù)．