Question

小明用若干个相同的滑轮以不同的方式组合成甲、乙两个不同的滑轮组，分别做测定滑轮组机械效率的实验，得到的数据如下表所示．（g取10N/kg）

滑轮组	钩码的质量/g	钩码上升的高度/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计移动的距离/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
甲	200	0.1	1.5	0.2	0.2	0.3	66.7%
乙	200	0.2	1.0	0.8	0.4	0.8	50%

（1）该实验的实验原理是

η=

Gh

Fs

×100%

．
（2）小明

竖直方向

拉动弹簧测力计使钩码

匀速

升高，并由弹簧测力计读出拉力的大小．
（3）请你帮小雪填写表中空格．
（4）由数据分析可知，滑轮组乙至少是由

一

个定滑轮和

两

个动滑轮组成的．
（5）甲、乙两个滑轮组的机械效率不同的原因是

动滑轮的个数

．

Answer 1

分析：（1）测滑轮组机械效率的原理是η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%；
（2）利用力的平衡条件，只有匀速拉动弹簧测力计，测力计的示数才等于拉力的大小；
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，再根据η=

W有

W总

×100%求出滑轮组的机械效率，据此完成表格；
（4）由物体升高的距离和拉力移动的距离，判断有几段绳子承担物体的重力，然后判断定滑轮和动滑轮的个数；
（5）相同的滑轮以不同的方式组合成的滑轮组，如果物体重不变，动滑轮个数越多，额外功占总功的百分比越大，即机械效率越低．

解答：解：
（1）该实验的实验原理是：η=

Gh

Fs

×100%；
（2）根据力的平衡可知，只有竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
（3）甲滑轮组的机械效率：η_甲=

W有甲

W总甲

×100%=

0.2J

0.3J

×100%≈66.7%；
乙滑轮组：W_有乙=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.2m=0.4J，W_总乙=Fs=1.0N×0.8m=0.8J，η_乙=

W有乙

W总乙

×100%=

0.4J

0.8J

×100%=50%；
（4）由表格数据知，甲拉力移动的距离是物体升高距离的2倍，所以有二段绳子承担物体的重力，至少有一只动滑轮组成滑轮组；
乙拉力移动的距离是物体升高距离的4倍，所以有四段绳子承担物体的重力，至少有一只定滑轮和两只动滑轮组成滑轮组；
（5）甲、乙两个不同滑轮组的滑轮相同，乙中动滑轮的个数比甲滑轮组多，额外功占总功的百分比越大，即乙滑轮组的机械效率越低．
故答案为：
（1）η=

Gh

Fs

×100%；
（2）竖直方向；匀速；
（3）66.7%；0.4；0.8；50%；
（4）一；二；
（5）动滑轮的个数．

点评：本题考查了滑轮组机械效率的测量实验和影响滑轮组机械效率的因素，关键是知道实验的原理，难点是分析实验数据得出影响滑轮组机械效率的因素--动滑轮的个数．