Question

【題目】小宇在“研究滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數據如下表：

實驗次數	物重G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數F/N	測力計移動的距離s/cm
1	6	3		9
2	6	5	2.5	15
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中數據，回答以下問題：

①第1次實驗測力計示數如圖是_____N

②第3次實驗中滑輪組的機械效率是_____；

③滑輪組的機械效率與_____無關。

（2）小紅在小宇實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示。

①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變_____；

②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率_____（相同/不相同），理由是：_____。（要有公式推理過程）

Answer 1

【答案】（1）2．5N 80% 物體上升的高度 （2）施力的方向 相同 不計繩重和摩擦，則η＝W有/W總＝Gh/（Gh＋G動h）＝G/（G＋G動），兩位同學用滑輪組提升的重物及動滑輪重都相同，∴機械效率相同

【解析】

試題（1）①讀圖可知，彈簧測力計的分度值為0．1N，故其示數為2N+0．5N=2．5N；②將表中相關數據代入公式計算得：η=W有用/W總＝Gh/Fs=6N×0．08m/2．5N×0．24m=0．48J/0．6J=80%；③分析表中的數據可以看出，在其他條件均相同的情況下，只改變了物體上升的高度，但最終的機械效率是不變的，故可得出結論：滑輪組的機械效率與物體上升的高度無關；（2）①圖乙中增加的是一個定滑輪，定滑輪只能直到改變力的方向的作用，因此，其目的是為了改變施力的方向；②不計繩重和摩擦，由公式η＝W有/W總＝Gh/（Gh＋G動h）＝G/（G＋G動），可知，兩位同學用滑輪組提升的重物及動滑輪重都相同，所以機械效率相同。