探究滑輪組的演示實驗裝置

❶ 如圖是測量滑輪組機械效率的實驗裝置．鉤碼總重為6N（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可

（1）實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計．由圖示彈簧測力計可知，其分度值為0.2N，示數為2.4N；
由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數n=3，滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

Fn

×100%=

6N

2.4N×3

×100%≈83.3%．
（2）如讓彈簧測力計靜止時讀數，則減小了一部分由於摩擦造成的額外功，因此測得的機械效率偏大．
故答案為：（1）勻速；83.3%；（2）偏大．

❷ 如圖所示，為「測滑輪組的機械效率」的實驗裝置，小紅同學進行了兩次實驗探究，得到如下兩組數據．

（1）由圖可知：n=3
由表格數據可知：
η₁=

G1

nF1

=

1.0N

3×0.50N

≈66.7%，η₂=

G2

nF2

=

2.0N

3×0.67N

≈99.5%
（2）在探究測滑輪組的機械效率的實驗中版，要考慮權動滑輪的重、繩重和摩擦，
所以拉力的大小要大於

1

3

G，而第二組數據中的拉力和

1

3

G相等，故測量數據錯誤．
故答案為：（1）66.7；99.5；（2）測力計的示數錯誤．因為機械效率太大，可能是測力計示數偏小了．

❸ 如圖是同學們用來測滑輪組機械效率的實驗裝置．（1）如果鉤碼總重5.0N，每個滑輪重0.7N，不計繩重與摩擦

（1）與動滑輪相連的繩子有3段，根據省力公式，
所以彈簧測力計的拉力F=

G物+G動

n

=

5.0N+0.7N

3

=1.9N；
答：拉力是1.9N．
（2）實驗中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時，受到平衡力的作用，彈簧測力計的示數才等於繩子的拉力；
答：勻速．
（3）①鉤碼上升的高度h=10cm，根據彈簧測力計移動的距離S和鉤碼上升的高度h的關系，
∴彈簧測力計移動的距離S=nh=3×10cm=30cm；
②有用功等於鉤碼重和上升高度的乘積，
∴有用功：W_有用=Gh=5.0N×0.1m=0.5J；
③總功等於彈簧測力計拉力和移動距離的乘積，
∴總功：W_總=FS=2.5N×0.3m=0.75J；
④機械效率等於有用功和總功的比值，
∴η=

W有用

W總

=

0.5J

0.75J

×100%=66.7%．
答：30、0.5、0.75、66.7%．
（4）①小強實驗的機械效率η=

G

Fn

=

15N

6.0N×3

×100%=83.3%；
②小明的探究中，鉤碼重力相同，提升的速度不同，機械效率相同，所以滑輪組的機械效率與勻速提升的速度大小無關；
小強的探究中，提升的速度相同，鉤碼的重力不同，機械效率不同，所預滑輪組的機械效率與被提升的鉤碼重有關．
③整合兩人的結論，可以得出的結論是：同一滑輪組的機械效率的高低與被提升的鉤碼重有關，被提升的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高．
答：①83.3%；
②小明的探究結果是：滑輪組的機械效率與勻速提升的速度大小無關；
小強的探究結果是：滑輪組的機械效率與被提升的鉤碼重有關；
③同一滑輪組的機械效率的高低與被提升的鉤碼重有關，被提升的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高．

❹ （2004南通）如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，每個鉤碼重1.0N．（1）實驗時要豎直向上______拉

（1）實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計的，這樣示數才會穩定，所讀出的數值才等於拉力的大小；
圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，其示數為1.2N；
因為滑輪組用三段繩子承擔物重，那麼彈簧測力計移動的距離就是鉤碼上升高度的三倍，故鉤碼上升了5cm；
該滑輪組的機械效率η=

W有

W總

=

3N×0.05m

1.2N×0.15m

=83.3%；
（2）在滑輪組其它條件不變的情況下，僅增加鉤碼的個數，相當於增大了有用功的比例，因此，其機械效率會增大．
故答案為：（1）勻速，1.2，5，83.3%；（2）增大．

❺ 小明想利用圖所示的實驗裝置探究：對於同一滑輪組，掛同一重物，如果繩子的繞法不同，機械效率是否相同

（1）要研究滑輪組的機械效率與繩子的繞法是否有關，需要採用控制變數法，讓提升相專同的重屬物、都使用一個動滑輪，採用不同的繞法，由此可知，可選用甲、丙兩圖或乙、丁兩圖；
（2）∵滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴η_甲=

G

2F1

，η_丙=

G

3F3

∵不考慮繩子的重量和繩子與滑輪間的摩擦，
∴F₁=

1

2

（G+G₀），F₃=

1

3

（G+G₀），
∴η_甲=

G

2F1

=

G

G+G0

，η_丙=

G

3F3

=

G

G+G0

，
由此可知η_甲=η_丙，說明對於同一滑輪組，掛同一重物，滑輪組的機械效率與繩子的繞法無關．
故答案為：（1）甲、丙（或乙、丁）；（2）分析過程同上．

❻ 用如圖所示實驗裝置測量動滑輪的機械效率．（1）實驗時，應豎直向上______拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪

（1）探究滑輪組機械效率時，要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力不變，彈簧測力版計示數穩定，方便讀數．
（2）由權圖知，測力計的分度值為0.2N，所以測力計的示數是2.4N．
動滑輪的機械效率η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

3.6N×0.1m

2.4N×0.2m

100%=75%．
（3）多次改變提升的物重測量滑輪組的機械效率，是為了進行多次測量，獲得多組數據，總結實驗規律，使實驗結論具有普遍性．
（4）該實驗只能說明滑輪組機械效率與提升物重大小的關系，不能得出其它機械的機械效率跟物重的關系．
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；75%；（3）C；（4）不能．

❼ 如圖所示，是同學們用來測滑輪組機械效率的實驗裝置．（1）如果鉤碼總重2N，每個滑輪重0.25N，不計繩重與

（1）鉤碼靜止時，處於平衡狀態，受到的力為平衡力，
把動滑輪和鉤碼看成整體進行受力分析可知，受到向上三股繩子的來和向下鉤碼和動滑輪的重力，
即3F=G_鉤碼+G_動=2N+0.25N=2.25N，
解得：F=0.75N；
（2）為了准確測量，在實驗過程中，應沿豎直方向勻速拉彈簧測力計；
（3）第三次實驗滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

0.8N×0.3m

×100%≈83.3%；
（4）由W=Gh可知，用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，克服動滑輪的重所做的額外功相同；提升的物重增加時，克服物重所做的有用功變多，由表中數據可知，滑輪組的機械效率變大；
（5）該實驗只能說明滑輪組機械效率與提升物重大小的關系，不能得出其它機械的機械效率跟物重的關系．
故答案為：
（1）0.75；
（2）勻速；
（3）83.3%；
（4）相同；多；大；
（5）不能．