探究滑轮组的演示实验装置

❶ 如图是测量滑轮组机械效率的实验装置．钩码总重为6N（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可

（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计．由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.4N；
由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

Fnh

×100%=

G

Fn

×100%=

6N

2.4N×3

×100%≈83.3%．
（2）如让弹簧测力计静止时读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此测得的机械效率偏大．
故答案为：（1）匀速；83.3%；（2）偏大．

❷ 如图所示，为“测滑轮组的机械效率”的实验装置，小红同学进行了两次实验探究，得到如下两组数据．

（1）由图可知：n=3
由表格数据可知：
η₁=

G1

nF1

=

1.0N

3×0.50N

≈66.7%，η₂=

G2

nF2

=

2.0N

3×0.67N

≈99.5%
（2）在探究测滑轮组的机械效率的实验中版，要考虑权动滑轮的重、绳重和摩擦，
所以拉力的大小要大于

1

3

G，而第二组数据中的拉力和

1

3

G相等，故测量数据错误．
故答案为：（1）66.7；99.5；（2）测力计的示数错误．因为机械效率太大，可能是测力计示数偏小了．

❸ 如图是同学们用来测滑轮组机械效率的实验装置．（1）如果钩码总重5.0N，每个滑轮重0.7N，不计绳重与摩擦

（1）与动滑轮相连的绳子有3段，根据省力公式，
所以弹簧测力计的拉力F=

G物+G动

n

=

5.0N+0.7N

3

=1.9N；
答：拉力是1.9N．
（2）实验中研究的是绳子拉力，只有钩码匀速上升时，受到平衡力的作用，弹簧测力计的示数才等于绳子的拉力；
答：匀速．
（3）①钩码上升的高度h=10cm，根据弹簧测力计移动的距离S和钩码上升的高度h的关系，
∴弹簧测力计移动的距离S=nh=3×10cm=30cm；
②有用功等于钩码重和上升高度的乘积，
∴有用功：W_有用=Gh=5.0N×0.1m=0.5J；
③总功等于弹簧测力计拉力和移动距离的乘积，
∴总功：W_总=FS=2.5N×0.3m=0.75J；
④机械效率等于有用功和总功的比值，
∴η=

W有用

W总

=

0.5J

0.75J

×100%=66.7%．
答：30、0.5、0.75、66.7%．
（4）①小强实验的机械效率η=

G

Fn

=

15N

6.0N×3

×100%=83.3%；
②小明的探究中，钩码重力相同，提升的速度不同，机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关；
小强的探究中，提升的速度相同，钩码的重力不同，机械效率不同，所预滑轮组的机械效率与被提升的钩码重有关．
③整合两人的结论，可以得出的结论是：同一滑轮组的机械效率的高低与被提升的钩码重有关，被提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
答：①83.3%；
②小明的探究结果是：滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关；
小强的探究结果是：滑轮组的机械效率与被提升的钩码重有关；
③同一滑轮组的机械效率的高低与被提升的钩码重有关，被提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．

❹ （2004南通）如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1.0N．（1）实验时要竖直向上______拉

（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为1.2N；
因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的三倍，故钩码上升了5cm；
该滑轮组的机械效率η=

W有

W总

=

3N×0.05m

1.2N×0.15m

=83.3%；
（2）在滑轮组其它条件不变的情况下，仅增加钩码的个数，相当于增大了有用功的比例，因此，其机械效率会增大．
故答案为：（1）匀速，1.2，5，83.3%；（2）增大．

❺ 小明想利用图所示的实验装置探究：对于同一滑轮组，挂同一重物，如果绳子的绕法不同，机械效率是否相同

（1）要研究滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关，需要采用控制变量法，让提升相专同的重属物、都使用一个动滑轮，采用不同的绕法，由此可知，可选用甲、丙两图或乙、丁两图；
（2）∵滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴η_甲=

G

2F1

，η_丙=

G

3F3

∵不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦，
∴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，说明对于同一滑轮组，挂同一重物，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关．
故答案为：（1）甲、丙（或乙、丁）；（2）分析过程同上．

❻ 用如图所示实验装置测量动滑轮的机械效率．（1）实验时，应竖直向上______拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮

（1）探究滑轮组机械效率时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力不变，弹簧测力版计示数稳定，方便读数．
（2）由权图知，测力计的分度值为0.2N，所以测力计的示数是2.4N．
动滑轮的机械效率η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

3.6N×0.1m

2.4N×0.2m

100%=75%．
（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性．
（4）该实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系．
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；75%；（3）C；（4）不能．

❼ 如图所示，是同学们用来测滑轮组机械效率的实验装置．（1）如果钩码总重2N，每个滑轮重0.25N，不计绳重与

（1）钩码静止时，处于平衡状态，受到的力为平衡力，
把动滑轮和钩码看成整体进行受力分析可知，受到向上三股绳子的来和向下钩码和动滑轮的重力，
即3F=G_钩码+G_动=2N+0.25N=2.25N，
解得：F=0.75N；
（2）为了准确测量，在实验过程中，应沿竖直方向匀速拉弹簧测力计；
（3）第三次实验滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

2N×0.1m

0.8N×0.3m

×100%≈83.3%；
（4）由W=Gh可知，用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，克服动滑轮的重所做的额外功相同；提升的物重增加时，克服物重所做的有用功变多，由表中数据可知，滑轮组的机械效率变大；
（5）该实验只能说明滑轮组机械效率与提升物重大小的关系，不能得出其它机械的机械效率跟物重的关系．
故答案为：
（1）0.75；
（2）匀速；
（3）83.3%；
（4）相同；多；大；
（5）不能．