自製滑輪組實驗裝置

Ⅰ 如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置圖，每個鉤碼重0.5N．（1）設計實驗數據的表格：（2）實驗時要豎直向

（1）表格內容包括實驗次數、拉力、鉤碼重、拴彈簧秤的線移動距離、鉤碼上升的高度以及機械效率，表格如下：

實驗次數	拉力 （N）	鉤碼重 （N）	拴彈簧秤的線 移動距離（m）	鉤碼上升的高度 （m）	機械效率
1
2

（2）實驗中要豎直向上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0.8N．
該滑輪組提升的鉤碼有3個，所以鉤碼重G=4×0.5N=2N，
有用功：W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J；
總功：W_總=Fs=0.8N×3×0.1m=0.24J；
該滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

0.2J

0.24J

×100%≈83.3%．
（2）若僅增加鉤碼的個數，所做的有用功增加，而額外功不變，所以有用功占總功的比值變大，所以滑輪組的機械效率增大．
故答案為：（2）勻速；0.8；0.2；0.24；83.3%；（3）增大．

Ⅱ 小雪和小紅在「測滑輪組機械效率」的實驗中，一起組裝好如圖1所示的實驗裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧

（1）實驗時應豎直向上勻速拉動測力計．
（2）有用功不可能等於總功，滑輪組效率不可能為100%，因此實驗數據有錯誤；
由圖1所示滑輪組可知，其承重繩子的有效股數n=3，鉤碼上升的高度h=0.1m，
則測力計移動的距離s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中實驗數據可知，彈簧測力計提升的高度0.2錯誤．
（3）滑輪組的效率η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

1N×0.3m

×100%≈66.7%．
（4）由表中實驗數據可知，使用同一滑輪組提升鉤碼，提升鉤碼上升的高度相同而鉤碼重力不同，滑輪組效率不同，鉤碼重力越大，滑輪組效率越大，由此可得：使用同一滑輪組，增加鉤碼的重力可以提高滑輪組的機械效率．
（5）小雪僅根據兩組實驗數據就得出結論，實驗次數太少，結論具有偶然性與片面性，為得出普遍結論，應進行多次實驗，測出多組實驗數據．
（6）①繩子與滑輪間、滑輪與輪軸間存在摩擦力，滑輪組繞法不同，提升相同重物時的摩擦力不同，可以影響滑輪組的機械效率．
②實驗時，對測力計讀數錯誤，或提升物體高度讀數錯誤，或沒有沿豎直方向勻速拉動測力計都會造成滑輪組效率不同甚至錯誤．
故答案為：（1）豎直；（2）有用功不可能等於總功；彈簧測力計提升的高度0.2；（3）66.7；（4）增加鉤碼的重力；（5）實驗次數太少；（6）①滑輪組繞法不同，提升相同重物時的摩擦力不同；②測力計讀數錯誤；提升物體高度讀數錯誤．

Ⅲ 請利用圖所示的實驗裝置，設計一個實驗，測動滑輪的機械效率，請寫出主要實驗步驟、畫出實驗數據記錄表。

（1）將彈簧測力計調零，然後用彈簧測力計測出鉤碼所受到的重力G，並記錄到實驗數據記錄表中。（或用調好的彈簧測力計測出鉤碼所受到的重力G，並記錄在表格中。） （2）按示意圖組裝實驗器材。 （3）用彈簧測力計豎直向上拉動繩子自由端，使彈簧測力計從圖中的位置A＇勻速豎直上升到位置B＇，鉤碼從位置A勻速上升到位置B。用彈簧測力計測出繩子自由端受到的拉力F，用刻度尺測出AB間的距離h，A＇B＇間的距離s，將F、s和h的數值記錄到實驗數據記錄表中。 （4）根據

Ⅳ 圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置圖，每個鉤碼重0.5N．實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知

（1）只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等於鉤碼的重力，測力計的示數才等於拉力的大小；
（2）由圖可知拉力的大小為F=0.8N；
（3）由圖甲可知，繩子的有效股數為3，
有用功：
W_有用=Gh=4×0.5N×0.1m=0.2J；
（4）繩端移動的距離：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=0.8N×0.3m=0.24J；
（5）滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

0.2J

0.24J

×100%≈83.3%．
故答案為：勻速；0.8；0.2；0.24；83.3%．

Ⅳ 在「測滑輪組機械效率」的實驗中，所用的實驗裝置如圖甲所示．另外提供的實驗器材還有：一把刻度尺、鉤碼

（1）①要測量滑輪組的機械效率，要測量鉤碼的重力G，鉤碼升高回的距離h，拉答力F，拉力移動的距離s，並且要進行多次測量進行比較，設計的實驗表格如下：

實驗次數	鉤碼的重力 G/N	鉤碼上升的高度 h/m	繩端的拉力 F/N	繩端移動的距離 s/m	機械效率 η/%
1
2
3

②鉤碼的重力G，鉤碼升高的距離h，有用功為W_有=Gh；
拉力F，拉力移動的距離s，W_總=Fs；
所以滑輪組的機械效率為：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%；
（2）①彈簧測力計的一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，彈簧測力計示數為0.8N，
由圖可知，繩子的有效股數n=3，
此時測定的滑輪組機械效率：
η=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%=

2N

3×0.8N

×100%≈83.3%；
②實驗過程中，彈簧測力計拉力較大，彈簧測力計示數會增大，總功會偏大，有用功不變，所以機械效率會偏小．
故答案為：
（1）①表格如上所示；②η=

Gh

Fs

×100%；
（2）83.3；偏小．