滑轮（组）机械效率的测量实验知识点

1.实验目的
测量滑轮组的机械效率
2.实验原理
η=

\frac{W_{有}}{W_{总}}

\frac{G_{物} h}{F s}

3.数据记录

实验次数	物体重量G/N	物体上升高度h/cm	拉力F/N	弹簧测力计移动的距离s/cm	机械效率η
1		5.00	1.80	15.00	85.2%
2		8.00	1.77	24.00	86.6%
3		10.00	1.75	30.00	87.6%

4.实验结论
滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。

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如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N．

（1）实验时要竖直向上且拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，是 N，则滑轮组的机械效率是．
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

实验序号	钩码重/N	动滑轮重/N	拉力/N	钩码上升的高度/m	测力计移动的距离/m	有用功/J	总功 /J	机械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	（a）	（b）	（c）

（1）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：
（a）；（b）；（c）．
（2）通过比较两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重（选填“有关”或“无关”）．
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是的（选填“正确”或“错误”）．

某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图．他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离S，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

实验	G/N	F/N	h/m	s/m	W_有用/J	W_总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）表格中数据★=；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是；
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是，使用滑轮组的优点是．

以下是小王同学“探究滑轮组的机械效率跟所提升物重是否有关”的实验的部分过程，请帮助他完成下列填空．

（1）提供的实验器材有：滑轮组1套、轻重不同的两个物体、刻度尺、铁架台、细线，你认为还需要补充的测量工具是．
（2）用同一滑轮组先后提升不同重物，相关数据收集在下面的表格中，请将表格数据补充完整．
实验序号
钩码重/N
钩码上升的高度/m
绳端的拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率/%
①
4
0.1
1.8
0.3
74.1
②
6
0.1
2.4
0.3
（3）分析数据可以看出：同一滑轮组的机械效率恒定的（是/不是）．
（4）小王使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会儿小，弄得他一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该在时读数．
（5）提升相同重物时，增加动滑轮的个数，滑轮组的机械效率将（变大/变小/不变）．

某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证．

下列A、B是同学提出的两个猜想：

猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；

猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．

（1）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图中的1、2、3、4的滑轮组进行实验．验证猜想一的小组应按图所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小（相等/不相等），则可初步判断猜想一是错误的；
（2）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：．

实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计．小华选用这些器材，探究“动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关”．小华的主要实验步骤如下：

①用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮所受的重力，分别用 G、G_动表示．组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示．用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h．并把测量数据记录在表格中．

②用弹簧测力计测出分别测出两个钩码的重力G、另一动滑轮所受重力G_动，仿照步骤①分别测量对应的 F、s、h．并把测量数据记录在表格中．

③利用公式η= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，计算两次实验动滑轮的机械效率η，并将η值记录在表格中．

（1）小华的探究过程中存在的问题：．
（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：．

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：

滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，并将所测实验数据填入下表：

实验次数	动滑轮重/N	钩码重/N	动力/N	机械效率
1	1	2	1
2	1	4	$\text{[math]}$
3	2	4	2

（1）在表中填上三次实验的机械效率．
（2）根据实验和（选填①、②、③、）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（3）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；
（4）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．

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

（1）表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是.
（2）分析表中数据可知组的机械效率与无关.
（3）如果用改滑轮组提起中 $\text{[math]}$ 的重物，则该滑轮组的机械效率将（选填“增大”“减小”或“不变”）.
（4）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.当这两位同学使用各自的滑组提升相同的重时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率（选填“相同”或“不相同”）.

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：

（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率第一次实验测得滑轮组的机械效率。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：；请简要说出其中一条理由：。

如图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置

（1）小华同学做实验测量的有关数据如表．第3次实验的拉力读数如图所示，则第3次实验的机械效率为．
（2）从表中可以得到的结论是：提升钩码时，滑轮组的机械效率与有关．
（3）小华对上述三个机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率．这种做法对吗？，为什么？．

小明和小聪通过实验探究滑轮组的机械效率。

（1）测量的实验原理是，实验时需用到弹簧测力计，使用它时需要注意的问题是（写出1条即可）。
（2）他们分别采用图甲、乙滑轮组(每个滑轮的重力相同)测机械效率，测得部分数据如下表：
请根据小明测得的数据给甲滑轮组绕线。
（3）请对两位同学的测量结果发表你的见解，并说明理由。

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。

实验次数	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.6	1.8
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验.
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”).
（4）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然可计算出第3次的机械效率为（保留3位有效数字）。

实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码若干（图中未画出）。小刚利用上述实验装置和钩码设计一个物理实验，探究“用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，有用功跟总功的关系”（实验时不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦）。小刚的实验步骤如下，请帮他填写完整。

图片_x0020_838760477

⑴在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端移动一段距离。他把2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示；并将测量数据记录在表格中；

⑵保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤(1)又做了5次实验，并把各次的测量数据记录在表格中；

⑶利用计算出各次的总功，用计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中；

⑷利用上述实验装置，在测量中，若要提高此装置的机械效率，则应该。

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：

次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	5	1	15	66.7%
2	4	5	1.7	15	/
3	6	5	/	15	83.3%

图片_x0020_100017

（1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为（保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N，滑轮组做的有用功是J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与有关。

在探究滑轮组机械效率的因素实验中，王同学用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

（1）在表格的空格处，填上适当的数据；

实验次数	钩码重 G/N	钩码升高的距离h/cm	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计上升的距离s/cm	机械效率 %
甲	5	5	2.2		75.8
乙	10	5	4.0	15
丙	10	5		25	80

（2）在实验操作中，应竖直向上拉动弹簧测力计；
（3）比较甲乙两组数据可以得出：使用同一滑轮组时，可以提高滑轮组的机械效率。比较乙丙两组数据可以得出：提升同一重物时时，可以提高滑轮组的机械效率。

测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。

次数	钩码重力G/N	钩码上升的高度h/cm	拉力F/N	绳端移动的距离s/cm	机械效率η
1	1.0	10	0.6	30	55.6％
2	1.5	10	0.8	30
3	2.0	10	1.0	30	66.7％
4	2.0	20	1.0	60	66.7％

（1）请根据表格中的实验数据画出滑轮组的绳子绕法。
（2）第2次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据还可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。

某小组做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验过程中的部分数据记录情况。

实验序号	钩码重 $\text{[math]}$	钩码上升的高度 $\text{[math]}$	绳自由端拉力 $\text{[math]}$	绳自由端移动的距离 $\text{[math]}$	机械效率 $\text{[math]}$
1	2	10	0.9	30	74.1%
2	4	10	1.6	30	83.3%
3	6	10	2.2	30	①
4	6	10	1.8	②	83.3%

（1）上表中第1、2、3次实验是用甲图所示装置完成的，第4次实验是用乙图所示装置完成的。请填写表中的两个数据：①填%（结果保留一位小数），②填cm。
（2）分析比较1、2、3组数据发现，使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率。（选填“越高”、“越低”或“不变”）

在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。

序号	动滑轮物重 G_动/N	钩码总重 G/N	钩码上升的高度h/m	弹簧测力计F/N	绳自由端上升的高度s/m	动滑轮的机械效率η/%
①	0.3	1	0.2	0.70	0.4	71.4%
②	0.3	2	0.2	1.28	0.4	78.1%
③	0.43	4	0.2		0.4

（1）实验时，小佳应沿方向匀速拉动弹簧测力计；
（2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为N，拉力所做的额外功为J，动滑轮的机械效率为%；
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将（选填“减小”、“不变”或“增大”），你认为其原因是；
（4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施可行的是______。

A . 增加钩码的总重 B . 增加提升钩码的高度 C . 在滑轮转轴处涂润滑油 D . 换用质量更小的滑轮

探究实验：滑轮组的机械效率是否与绕绳方式有关。小宇在做“测量滑轮组的机械效率”实验中忽然想到：同一个滑轮组有两种不同的绕绳方式，不同的方式下，滑轮组的机械效率会不会不同呢？他做了初步的设想，同一个滑轮组，使用不同的绕绳方式，提升相同的物体时测量机械效率。他已经将滑轮组绕好绳子，如图所示，实验室提供了刻度尺和已经调零的弹簧测力计。

（1）小宇探究问题的自变量是；
（2）写出机械效率的测量方法；
（3）设计记录数据的表格。

小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置．实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
动滑轮重G₀/N	1.0	1.0	1.3	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
所挂钩码的重力G/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
弹簧测力计示数F/N	0.8	1.2	1.3	1.6	1.8	2.2	2.3	2.7

（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组（选填“省力”或“不省力”）．
（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G₀的关系为．
（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法；
物块移动的距离为cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为．

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