Question

（2010?眉山）某兴趣小组学习机械效率知识后，为“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”，设计了如下实验探究过程：先用弹簧测力计测出物体的重G，按如图所示组装好器材．拉动弹簧测力计，使物体匀速上升，用刻度尺．分别测出物体上升的高度h和测力计移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F．
（1）以上操作过程中存在一处错误是

在物体静止时读出拉力F

，正确的操作方法是

物体匀速上升时读弹簧测力计的示数

（2）改正错误后，正确操作得到的实验数据如表：

滑轮	物体重G/N	物体上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/cm
甲	1	20	1.1	20
乙	1	20	0.6	40

比较测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是

省力

；在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的好处，应选择

滑轮组

．
（3）使用动滑轮所做的有用功是

0.2

J，动滑轮的机械效率是

83.3%

．比较定滑轮和动滑轮的机械效率，两种滑轮的机械效率不同的原因是

动滑轮有自重

．

Answer 1

分析：（1）在测绳端拉力时，需匀速拉动测力计同时读出测力计的示数．
（2）比较动滑轮和定滑轮的拉力即可得出使用动滑轮的好处，滑轮组既可以省力、又可以改变用力的方向．
（3）根据W=Gh求出滑轮做的有用功，根据W=Fs求出总功，利用效率公式分别求出动滑轮和定滑轮的机械效率；根据额外功产生的原因得出两种滑轮的机械效率不同的原因．

解答：解：（1）在实验中影响滑轮组机械效率的因素不光有物重还有动滑轮的重、绳重与摩擦；
所以滑轮转动时，滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦，与静止状态弹簧测力计的示数不同；
改进：物体匀速上升时读弹簧测力计的示数；
（2）由表格可知，提升相同的重物时，动滑轮的拉力小于定滑轮的拉力，所以使用动滑轮的好处是省力；
定滑轮的好处是可以改变用力的方向，在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的好处，应选择滑轮组．
（3）定滑轮的机械效率η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

1N×0.2m

1.1N×0.2m

≈90.9%；
动滑轮：有用功W_有=Gh=1N×0.2m=0.2J，
总功W_总=Fs=0.6N×0.4m=0.24J，
机械效率η=

W有

W总

=

0.2J

0.24J

≈83.3%；
在有用功相同时，比较两者的额外功可知，都有克服摩擦力做的额外功，但动滑轮还要克服动滑轮的重力做额外功，
所以两端机械效率不同的原因是动滑轮的自重．
故答案为：（1）在物体静止时读出拉力F；物体匀速上升时读弹簧测力计的示数；
（2）省力；滑轮组；
（3）0.24；83.3%；动滑轮有自重．

点评：本题是测量滑轮组的机械效率的实验，一定要搞清绳端拉力的测法，必须使测力计匀速运动．同时要掌握滑轮组机械效率的影响因素．