Question

小强在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：

实验 次数	物重 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
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是：

17cm

；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是：

80%

；
③滑轮组的机械效率与

物体上升的高度

无关．
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．
①小明多使用一个滑轮，目的是为了改变：

力的方向

；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率

相同

（相同/不相同），理由是：

额外功和有用功都相同

．

Answer 1

分析：（1）①由实验1、3可判断出测力计移动的距离与物体上升的高度的关系；
②根据公式根据公式η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

可求出机械效率；
③根据公式η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

可知机械效率与物体上升的高度无关；
（2）滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定；计算滑轮组的机械效率时，若忽略绳重及摩擦，则额外功就是提升动滑轮所做的功．

解答：解：（1）①动滑轮被3根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的3倍，因此第2组中17cm应为15cm；
②第3次实验中滑轮组的机械效率：η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

6N×8cm

2.5N×24cm

=80%；
③第1次实验中滑轮组的机械效率：η1=

W有用

W总

=

Gh1

F1s1

=

6N×3cm

2.5N×9cm

=80%；
与第3次实验数据相同，因此机械效率与物体上升的高度无关；
（2）①定滑轮的作用是改变力的方向；
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率不变．
故答案：（1）①17cm；②80%；③物体上升的高度；
（2）①力的方向；②相同；额外功和有用功都相同．

点评：滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；如果物体重不变，动滑轮越重，机械效率越低．
要是考虑绳重和摩擦力的话，绳重和动滑轮重都属于机械本身重力，摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大，使机械效率降低，总的说，滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关．要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力．