Question

在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼質(zhì)量（g）	鉤碼上升的高度（m）	彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)（N）	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離（m）
1	100	0.1	0.5	0.3
2	200	0.1	0.9	0.3

（1）所用滑輪組中動(dòng)滑輪、定滑輪的最少個(gè)數(shù)分別為：動(dòng)滑輪為

1

個(gè)；定滑輪為

1

個(gè)．
（2）實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)

勻速直線(xiàn)

運(yùn)動(dòng)．
（3）實(shí)驗(yàn)中鉤碼上升的高度和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離可以不測(cè)量，原因是

機(jī)械效率跟物體升高的距離無(wú)關(guān)

此時(shí)測(cè)滑輪組機(jī)械效率可表示為

η=

mg

nF

．
（4）第二次實(shí)驗(yàn)得出的機(jī)械效率的大小為η₂=

74%

．（g=10N/kg）
（5）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，

增加提升的物體的重力

，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析：（1）由鉤碼升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離的關(guān)系，判斷動(dòng)滑輪和鉤碼有幾段繩子承擔(dān)，畫(huà)出滑輪組的繞法．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)要?jiǎng)蛩僦本�(xiàn)拉動(dòng)繩子移動(dòng)，加速移動(dòng)時(shí)，力要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，拉力會(huì)增大．
（3）用滑輪組提升物體時(shí)，機(jī)械效率跟物體升高的距離無(wú)關(guān)，物體升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離總是有一定比例的，實(shí)驗(yàn)中可以不進(jìn)行測(cè)量．
利用η=

W有用

W總

推導(dǎo)滑輪組的機(jī)械效率的表達(dá)式．
（4）機(jī)械效率是有用功與總功之比．利用η=

W有用

W總

即可計(jì)算．
（5）滑輪組的機(jī)械效率跟物體升高的距離、提升的速度、繞法無(wú)關(guān)，跟被提升的物體的重有關(guān)．提起的物體越重，機(jī)械效率越高．

解答：解：（1）鉤碼升高的距離是0.1m，繩子自由端移動(dòng)的距離是0.3m，所以s=3h，所以動(dòng)滑輪和鉤碼有三段繩子承擔(dān)，繩子從動(dòng)滑輪開(kāi)始繞起．所以至少需要1個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪．
（2）加速移動(dòng)時(shí)，力要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，拉力會(huì)增大，實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)要?jiǎng)蛩僦本�(xiàn)拉動(dòng)繩子移動(dòng)．
（3）機(jī)械效率跟物體升高的距離無(wú)關(guān)，物體升高的距離和繩子自由端移動(dòng)的距離總是有一定比例的，實(shí)驗(yàn)中可以不進(jìn)行測(cè)量．
∵η=

W有用

W總

=

Gh

F s

=

Gh

Fnh

=

G

nF

=

mg

nF

，
∴滑輪組機(jī)械效率可表示為η=

mg

nF

．
（4）機(jī)械效率的大小為η₂=

G2

nF2

=

m2g

nF2

=

0.2kg×10N/kg

3×0.9N

≈74%．
（5）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可得正確結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率跟被提升的物體的重有關(guān)．提起貨物越重，機(jī)械效率越高．因此，使用同一滑輪組，增加提升的物體的重力，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
故答案為：（1）1；1；
（2）勻速直線(xiàn)；
（3）機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)；η=

mg

nF

；
（4）74%；
（3）增加提升的物體的重力．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了滑輪組的組裝以及滑輪組的機(jī)械效率，并且考查了物重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響．