组装测定滑轮组机械效率的实验装置

① 请利用图所示的实验装置，设计一个实验，测动滑轮的机械效率，请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。

（1）将弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计测出钩码所受到的重力G，并记录到实验数据记录表中。（或用调好的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G，并记录在表格中。） （2）按示意图组装实验器材。 （3）用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，使弹簧测力计从图中的位置A＇匀速竖直上升到位置B＇，钩码从位置A匀速上升到位置B。用弹簧测力计测出绳子自由端受到的拉力F，用刻度尺测出AB间的距离h，A＇B＇间的距离s，将F、s和h的数值记录到实验数据记录表中。 （4）根据

② 如图所示，是用来测量滑轮组机械效率的实验装置：（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计．（2）若钩

（1）如果抄不匀速提升，将会使读袭数不等于绳子自由端的拉力，影响计算，因此应该匀速拉动；
（2）拉力F=2N+0.4N=2.4N；
动滑轮有3段绳子承担，拉力移动的距离就是物体移动距离的3倍，因此弹簧测力计需向上移动30cm；
机械效率η=

W有

W总

＝

Gh

FS

＝

6N×0.1m

2.4N×0.3m

＝83.3%
（3）机械效率η=

W有

W总

＝

Gh

FS

＝

8N×0.1m

3.2N×0.3m

＝83.3%
小红改变了提升的速度，但机械效率不变，因此小红的探究结果：滑轮组的机械效率和物体提升速度无关；
小华改变了物体的重力，机械效率变大，因此小华的探究结果：滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关；
故答案：（1）匀速．
（2）2.4；30；83.3%．
（3）83.3%；
小红的探究结果：滑轮组的机械效率和物体提升速度无关；
小华的探究结果：滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关．（或同一滑轮组，所提物体越重，其机械效率越高）

③ 在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，所用装置如图所示．（1）安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹簧测

（1）如图，用滑轮组拉动物体上升时，绳端要竖直向上匀速直线拉内动，匀速直线拉动时要读容出弹簧测力计的示数，即绳端的拉力．
（2）钩码上升了0.2m，物体由三段绳子承担，所以s=3h=3×0.2m=0.6m．故线端上移的距离错误．
W_有=Gh=1.5N×0.2m=0.3J．故有用功正确．
W_总=Fs=0.6N×0.6m=0.36J．故总功错误．
η=

W有

W总

=

0.3J

0.36J

=83.3%．
故答案为：（1）竖直；匀速；弹簧测力计示数；（2）线端上移的距离；总功；83.3%．

④ 小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图1所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧

（1）实验时应竖直向上匀速拉动测力计．
（2）有用功不可能等于总功，滑轮组效率不可能为100%，因此实验数据有错误；
由图1所示滑轮组可知，其承重绳子的有效股数n=3，钩码上升的高度h=0.1m，
则测力计移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中实验数据可知，弹簧测力计提升的高度0.2错误．
（3）滑轮组的效率η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

1N×0.3m

×100%≈66.7%．
（4）由表中实验数据可知，使用同一滑轮组提升钩码，提升钩码上升的高度相同而钩码重力不同，滑轮组效率不同，钩码重力越大，滑轮组效率越大，由此可得：使用同一滑轮组，增加钩码的重力可以提高滑轮组的机械效率．
（5）小雪仅根据两组实验数据就得出结论，实验次数太少，结论具有偶然性与片面性，为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据．
（6）①绳子与滑轮间、滑轮与轮轴间存在摩擦力，滑轮组绕法不同，提升相同重物时的摩擦力不同，可以影响滑轮组的机械效率．
②实验时，对测力计读数错误，或提升物体高度读数错误，或没有沿竖直方向匀速拉动测力计都会造成滑轮组效率不同甚至错误．
故答案为：（1）竖直；（2）有用功不可能等于总功；弹簧测力计提升的高度0.2；（3）66.7；（4）增加钩码的重力；（5）实验次数太少；（6）①滑轮组绕法不同，提升相同重物时的摩擦力不同；②测力计读数错误；提升物体高度读数错误．

⑤ 小洋和小红在测滑轮组机械效率的实验中，一起组装了如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计

（1）测量滑轮组的实验中应该竖直匀速拉动弹簧测力计；
（2）动滑轮被5根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的5倍，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）滑轮组的机械效率：η＝

W有

W总

＝

Gh

FS

＝

Gh

F5h

＝

G

5F

＝

2N

5×0.5N

＝80%；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大；
（5）滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高．因此对滑轮组机械效率产生影响的主要因素有钩码重和动滑轮的重．
故答案：（1）匀速竖直；（2）弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）80%；（4）增大；（5）钩码重和动滑轮的重．

⑥ 测量动滑轮的机械效率 怎样组装实验器材

n为奇数时，绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担，其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如：n=5，则需两个动滑轮（3+2）。n为偶数时，绳子从定滑轮为起始，这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如：n=4，则需两个动滑轮（2+2）。
其次，按要求确定定滑轮个数，原则是：一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时，偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向，需增加一个定滑轮。
综上所说，滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。
对于饶绳方法,有一点切记:绳不可相交.其实饶绳难的就数滑轮组拉,只要掌握了要决,那就一点不难拉.滑轮组在饶线时如果动滑轮少那么要先从定滑轮饶起;反之要定滑轮少,那么要先从动滑轮饶起;如果一样多的话还是要先绕动滑轮.这是最基本的方法,还有许多复杂多变的绕法,就需要你慢慢去探究拉

⑦ 如图所示是测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N

(1)若钩码上升的高度为10cm，有用功为(0.6J)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)机械效率为(83.3%)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W总内=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若减少钩码个数容，该滑轮组的机械效率将减少
过程:
(1)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W总=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因为对钩码做的功才是有用功，对动滑轮做的功是额外功，在减少钩码后，有用功相少减少，所以机械效率将减少

⑧ 小刘和小余在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测

（1）根据二力平衡知，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的专示数；
由滑轮组属可知，n=3
绳端移动的距离：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
有用功：
W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，
总功：
W_总=Fs=1N×0.3m=0.3J，
滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

=

0.2J

0.3J

≈66.7%．
（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会增大．
故答案为：（1）匀速；0.3；0.2；0.3；66.7%；
（2）增大．