Question

（2010?眉山）某興趣小組學(xué)習(xí)機(jī)械效率知識(shí)后，為“探究動(dòng)滑輪和定滑輪的機(jī)械效率”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)探究過程：先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重G，按如圖所示組裝好器材．拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體勻速上升，用刻度尺．分別測(cè)出物體上升的高度h和測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，在物體靜止時(shí)讀出拉力的大小F．
（1）以上操作過程中存在一處錯(cuò)誤是

在物體靜止時(shí)讀出拉力F

，正確的操作方法是

物體勻速上升時(shí)讀彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

（2）改正錯(cuò)誤后，正確操作得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

滑輪	物體重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
甲	1	20	1.1	20
乙	1	20	0.6	40

比較測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小，可知使用動(dòng)滑輪的好處是

省力

；在提升重物的過程中，如果要同時(shí)兼顧定滑輪和動(dòng)滑輪的好處，應(yīng)選擇

滑輪組

．
（3）使用動(dòng)滑輪所做的有用功是

0.2

J，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是

83.3%

．比較定滑輪和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，兩種滑輪的機(jī)械效率不同的原因是

動(dòng)滑輪有自重

．

Answer 1

分析：（1）在測(cè)繩端拉力時(shí)，需勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)同時(shí)讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（2）比較動(dòng)滑輪和定滑輪的拉力即可得出使用動(dòng)滑輪的好處，滑輪組既可以省力、又可以改變用力的方向．
（3）根據(jù)W=Gh求出滑輪做的有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用效率公式分別求出動(dòng)滑輪和定滑輪的機(jī)械效率；根據(jù)額外功產(chǎn)生的原因得出兩種滑輪的機(jī)械效率不同的原因．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)中影響滑輪組機(jī)械效率的因素不光有物重還有動(dòng)滑輪的重、繩重與摩擦；
所以滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑輪與軸之間以及繩與滑輪之間存在摩擦，與靜止?fàn)顟B(tài)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同；
改進(jìn)：物體勻速上升時(shí)讀彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）由表格可知，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的拉力小于定滑輪的拉力，所以使用動(dòng)滑輪的好處是省力；
定滑輪的好處是可以改變用力的方向，在提升重物的過程中，如果要同時(shí)兼顧定滑輪和動(dòng)滑輪的好處，應(yīng)選擇滑輪組．
（3）定滑輪的機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

1N×0.2m

1.1N×0.2m

≈90.9%；
動(dòng)滑輪：有用功W_有=Gh=1N×0.2m=0.2J，
總功W_總=Fs=0.6N×0.4m=0.24J，
機(jī)械效率η=

W有

W總

=

0.2J

0.24J

≈83.3%；
在有用功相同時(shí)，比較兩者的額外功可知，都有克服摩擦力做的額外功，但動(dòng)滑輪還要克服動(dòng)滑輪的重力做額外功，
所以兩端機(jī)械效率不同的原因是動(dòng)滑輪的自重．
故答案為：（1）在物體靜止時(shí)讀出拉力F；物體勻速上升時(shí)讀彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）省力；滑輪組；
（3）0.24；83.3%；動(dòng)滑輪有自重．

點(diǎn)評(píng)：本題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，一定要搞清繩端拉力的測(cè)法，必須使測(cè)力計(jì)勻速運(yùn)動(dòng)．同時(shí)要掌握滑輪組機(jī)械效率的影響因素．