Question

（1）小明在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下表：
①表中有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是

18cm

②3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是

80%

③本次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：

同一滑輪組在提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	18
3	6	8	2.5	24

（2）小紅在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用圖乙也做了實(shí)驗(yàn)，
①小紅的做法是為了探究

滑輪組的機(jī)械效率和拉力大小是否有關(guān)．

②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率

相同

（選填“相同”或“不相同”），得到的結(jié)論是：

若忽略繩重及摩擦，在動(dòng)滑輪重和物重相同的情況下，滑輪組的機(jī)械效率與拉力大小無(wú)關(guān)

．

Answer 1

分析：（1）滑輪組在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的幾倍，計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)，關(guān)鍵是找準(zhǔn)有用功和總功；
（2）滑輪組繩子自由端的拉力F=

1

n

G，由甲乙兩圖可以看出繩子的股數(shù)不同，所以其省力情況也就不同；計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功．

解答：解：（1）①圖甲中的滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，故n=3，根據(jù)s=nh可知第2次實(shí)驗(yàn)中的彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離測(cè)量錯(cuò)誤，應(yīng)該為s₂=3h₂=3×5cm=15cm，故18cm錯(cuò)誤；
②第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率：
η₁=

W有用

W總

=

G1h1

F1s

=

G1h1

F13h1

=

G1

F1×3

=

6N

3×2.5N

=80%；
第2次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率：
η₂=

W有用

W總

=

G2h2

F2×3h2

=

G2

F2×3

=

6N

3×2.5N

=80%；
同理第3次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率也是80%；
所以3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率都是80%．
③分析表中3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，雖然3次實(shí)驗(yàn)中提升鉤碼的高度不同，但是其機(jī)械效率是相同的，由此得出：同一滑輪組在提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)；
（2）①小紅的做法改變了繩子的股數(shù)，因此其省力情況就隨著改變了，小明實(shí)驗(yàn)中拉力F=

1

3

G，而小紅的拉力F=

1

2

G，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相同，物重相同，所以小紅的做法是為了探究：滑輪組的機(jī)械效率和拉力大小是否有關(guān)．
②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，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(jī)械效率相同；
因此得到的結(jié)論是：若忽略繩重及摩擦，在動(dòng)滑輪重和物重相同的情況下，滑輪組的機(jī)械效率與拉力大小無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）①18cm；②80%；③同一滑輪組在提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)；
（2）①滑輪組的機(jī)械效率和拉力大小是否有關(guān)；②相同；若忽略繩重及摩擦，在動(dòng)滑輪重和物重相同的情況下，滑輪組的機(jī)械效率與拉力大小無(wú)關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：（1）滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（2）要是考慮繩重和摩擦力的話(huà)，繩重和動(dòng)滑輪重都屬于機(jī)械本身重力，摩擦力越大也會(huì)使吊起同樣重的物體時(shí)使用的拉力越大，使機(jī)械效率降低，總的說(shuō)，滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．