专题 21 探究滑轮组机械效率的实验题

探究滑轮组的机械效率实验需要学通的基础知识

1.原理：η=W 有 /W 总

2.应测物理量：钩码重力 G、钩码提升的高度 h、拉力 F、绳的自由端移动的距离 S

3.器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。

4.注意：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变。

5.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

（2）提升重物越重，做的有用功相对就多。

（3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

同一滑轮组绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

6.测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？

抓住考点学

当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，

滑轮组的机械效率偏大。

【例题 1】同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

猜想一:滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；

猜想二:滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；

猜想三:滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

猜想四:滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。

一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所测实验数据填入下表：

（1）在表中填上四次实验的绳子的股数 n 和机械效率。

（2）根据实验____和____(填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；

（3）根据实验②和④可知，滑轮组的机械效率与________________________无关；

（4）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______；

（5）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关应该选用_______(填“同一”或“不同”)滑轮

组，提升_______(填“相同”或“不同”)的高度去研究。

根据考点考

【答案】（1）3 66.7% ； 3 79.8% ； 3 66.7% ； 2 80% 。

（2）① ② （3）承重绳子段数（4）小 (5) 同一 不同

【解析】（1）根据 η=×100﹪=Gh/Fs×100﹪计算滑轮组的机械效率；

（2）要探究机械效率与物重的关系，需保持动滑轮重相同；

（3）分析实验②和④数据中的相同点和不同点，根据机械效率的大小得出结论；

（4）机械效率与动滑轮重之间的关系：提升相同的重物，有用功相同，动滑轮越重，做的额外功越

多，机械效率越低；

（5）要探究机械效率与物体被提升的高度间的关系，应保持其它因素相同，提升的高度不同．

【例题 2】（2020 天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：

猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；

猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；

为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；

小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，

数据如下表所示：

实验次数

钩码所受的重

力 G/N

提升高度 h/m

拉力 F/N

蝇 瑞 移动的距

离 s/m

机械效率 𝜂

1

2.0

0.1

1.0

0.3

66.7%

2

4.0

0.1

1.8

0.3

74.1%

3

6.0

0.1

2.5

0 . 3