自制滑轮组实验装置

Ⅰ 如图为测量滑轮组机械效率的实验装置图，每个钩码重0.5N．（1）设计实验数据的表格：（2）实验时要竖直向

（1）表格内容包括实验次数、拉力、钩码重、拴弹簧秤的线移动距离、钩码上升的高度以及机械效率，表格如下：

实验次数	拉力 （N）	钩码重 （N）	拴弹簧秤的线 移动距离（m）	钩码上升的高度 （m）	机械效率
1
2

（2）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是0.8N．
该滑轮组提升的钩码有3个，所以钩码重G=4×0.5N=2N，
有用功：W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J；
总功：W_总=Fs=0.8N×3×0.1m=0.24J；
该滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

0.2J

0.24J

×100%≈83.3%．
（2）若仅增加钩码的个数，所做的有用功增加，而额外功不变，所以有用功占总功的比值变大，所以滑轮组的机械效率增大．
故答案为：（2）匀速；0.8；0.2；0.24；83.3%；（3）增大．

Ⅱ 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．

Ⅲ 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

Ⅳ 图为测量滑轮组机械效率的实验装置图，每个钩码重0.5N．实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知

（1）只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）由图可知拉力的大小为F=0.8N；
（3）由图甲可知，绳子的有效股数为3，
有用功：
W_有用=Gh=4×0.5N×0.1m=0.2J；
（4）绳端移动的距离：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J；
（5）滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

0.2J

0.24J

×100%≈83.3%．
故答案为：匀速；0.8；0.2；0.24；83.3%．

Ⅳ 在“测滑轮组机械效率”的实验中，所用的实验装置如图甲所示．另外提供的实验器材还有：一把刻度尺、钩码

（1）①要测量滑轮组的机械效率，要测量钩码的重力G，钩码升高回的距离h，拉答力F，拉力移动的距离s，并且要进行多次测量进行比较，设计的实验表格如下：

实验次数	钩码的重力 G/N	钩码上升的高度 h/m	绳端的拉力 F/N	绳端移动的距离 s/m	机械效率 η/%
1
2
3

②钩码的重力G，钩码升高的距离h，有用功为W_有=Gh；
拉力F，拉力移动的距离s，W_总=Fs；
所以滑轮组的机械效率为：
η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%；
（2）①弹簧测力计的一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，弹簧测力计示数为0.8N，
由图可知，绳子的有效股数n=3，
此时测定的滑轮组机械效率：
η=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

nF

×100%=

2N

3×0.8N

×100%≈83.3%；
②实验过程中，弹簧测力计拉力较大，弹簧测力计示数会增大，总功会偏大，有用功不变，所以机械效率会偏小．
故答案为：
（1）①表格如上所示；②η=

Gh

Fs

×100%；
（2）83.3；偏小．