滑輪組機械效率測量裝置

A. 如圖所示，是用來測量滑輪組機械效率的實驗裝置：（1）如圖25所示，若用彈簧測力計使總重為6N的鉤碼_____

（1）由圖示滑輪組可知，承重繩子的股數n=3，用彈簧測力計使總重為6N的鉤碼勻速豎直上升10cm，彈簧測力計要豎直向上移動的距離s=nh=3×10cm=30cm；由圖示彈簧測力計可知，其分度值為0.2N，示數為2.4N，則拉力F=2.4N，此時滑輪組機械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

6N×0.1m

2.4N×0.3m

≈83.3%，
滑輪組效率η=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%=

G

3F

×100%，
沒有刻度尺測量長度s和h時，可以用η=

G

3F

算出滑輪組機械效率．
（2）（a）由表中實驗數據可知，在所用滑輪和串繞繩子的方式不變，在提升鉤碼的重力一樣時，滑輪組的機械效率相同，由此可知，機械效率與勻速提升的速度大小無關．
（b）由表中實驗數據可知，滑輪組的機械效率η=

G

3F

×100%=

8N

3N×3

×100%≈88.9%；
（c）由表中實驗數據可知，在所用滑輪和串繞繩子的方式不變時，當鉤碼重加大時滑輪組機械效率變大．
故答案為：（1）勻速；30；2.4；83.3；

G

3F

×100%；（2）（a）無；（b）88.9%；（c）變大．

B. 如圖所示是「測定滑輪組的機械效率」的裝置．（1）實驗時，必須______向上提起彈簧測力計．（2）某同學用

（1）只有勻速提升鉤碼時，彈簧測力計的示數等於繩子自由端的拉力；
（2）分析知：第二組數據是錯誤的，因為有3段繩子承擔物重，所以繩子自由端移動的距離應該是物體上升高度的3倍，而題目中繩子自由端移動的距離是物體上升高度的2倍，所以是錯誤的；
（3）在第一次測量過程中，
滑輪組的有用功為W_有用=Gh=3N×0.08m=0.24J；
總功為W_總=Fs=1.2N×0.24m=0.288J；
滑輪組的機械效率為η=

W有用

W總

×100%≈83%；
（4）在動滑輪重一定時，物重越大，額外功不變，有用功增大，機械效率提高；在物重一定時，動滑輪越重，有用功不變，額外功增加，機械效率減小；
機械效率與物體上升高度無關；定滑輪只能改變力的方向，不影響機械效率．故選A．
故答案為：
（1）勻速；（2）2；（3）0.24；0.288；83%；（4）A．

C. 如圖所示，是用來測量滑輪組機械效率的實驗裝置：（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計．（2）若鉤

（1）如果抄不勻速提升，將會使讀襲數不等於繩子自由端的拉力，影響計算，因此應該勻速拉動；
（2）拉力F=2N+0.4N=2.4N；
動滑輪有3段繩子承擔，拉力移動的距離就是物體移動距離的3倍，因此彈簧測力計需向上移動30cm；
機械效率η=

W有

W總

＝

Gh

FS

＝

6N×0.1m

2.4N×0.3m

＝83.3%
（3）機械效率η=

W有

W總

＝

Gh

FS

＝

8N×0.1m

3.2N×0.3m

＝83.3%
小紅改變了提升的速度，但機械效率不變，因此小紅的探究結果：滑輪組的機械效率和物體提升速度無關；
小華改變了物體的重力，機械效率變大，因此小華的探究結果：滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關；
故答案：（1）勻速．
（2）2.4；30；83.3%．
（3）83.3%；
小紅的探究結果：滑輪組的機械效率和物體提升速度無關；
小華的探究結果：滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關．（或同一滑輪組，所提物體越重，其機械效率越高）

D. 如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，每個鉤碼重1N．（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖

（1）實驗來中要豎直向上源勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數不變，便於讀數；
彈簧測力計的分度值是0.2N，所以拉力大小是1.2N．
動滑輪和鉤碼有三段繩子承擔，因此鉤碼上升的高度h=

1

3

s=

1

3

×15cm=5cm；
該滑輪組提升的鉤碼有3個，所以鉤碼重G=3×1N=3N，
該滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

G

3F

=

3N

3×1.2N

=83.3%．
（2）若僅減少鉤碼的個數，所做的有用功減小，而額外功不變，所以有用功占總功的比值減小，所以滑輪組的機械效率減小．
故答案為：（1）勻速；1.2；5；83.3%；（2）減小．

E. 在「測定滑輪組的機械效率」的實驗中，所用裝置如圖所示（1）安裝好實驗器材後，記下鉤碼和拴住彈簧測力

（1）在此題中，要正確測量拉力，需要勻速拉動測力計．並讀出測力計的示數回．
故答案為：勻答速；彈簧測力計示數．
（2）由圖知，此滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=3×0.2m=0.6m．所以線端移動距離測量錯誤．
因為總功為有用功與額外功之和，所以總功計算錯誤．
故答案為：拴住彈簧測力計的線端提升的距離s；總功W_總．
（3）提起的物體越重，所做的有用功越多，有用功在總功中所佔的比值越大，所以機械效率越高．
故答案為：＜．

F. 如圖所示是測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重為6N

(1)若鉤碼上升的高度為10cm，有用功為(0.6J)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)機械效率為(83.3%)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W總內=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若減少鉤碼個數容，該滑輪組的機械效率將減少
過程:
(1)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W總=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因為對鉤碼做的功才是有用功，對動滑輪做的功是額外功，在減少鉤碼後，有用功相少減少，所以機械效率將減少