實驗十六、測定滑輪組的機械效率實驗

【實驗目的】:

會測量滑輪組的機械效率。

【實驗原理】：

科用

11Gh

■-X100%=——X100%

W&Fs

【待測數(shù)據(jù)】：

物重G、拉力F、重物上升的距離h、彈簧測力計移動的距離S

【實驗器材】：

鉤碼、滑輪組、鐵架臺、細線、彈簧測力計、刻度尺。

【實驗步驟】：

①用所給器材組裝如圖1所示滑輪組。

②將鉤碼掛在滑輪組下方，記錄下所掛鉤碼的重力，用彈簧測力計豎直拉住繩子自由端。

③將刻度尺放在如圖所示的位置，分別記錄下鉤碼和繩子自由端的起始位置。

④用彈簧測力計勻速拉動繩子自由端，使物體勻速上升一段距離，記錄彈簧測力計的讀數(shù)，并記錄物體上升

后所達到的末位置以及繩子自由端上升到的末位置。

⑤根據(jù)測量數(shù)據(jù)，分別計算出鉤碼上升的距離h和繩子自由端移動的距離s,然后根據(jù)'〃制=6h和Wg=

F$計算出有用功和總功，按n

"有用Gh

n=—X1OO%=—X100%計算該滑輪組的機械效率。

⑥改變所掛鉤碼的重力，重復以上實驗步驟。

⑦鉤碼重力不變，改變動滑輪個數(shù)重復上述實驗步驟。

彈簧測力計

鉤碼重鉤碼」二升滑輪組有彈簧測力

次數(shù)移動距離骨輪組總功/J機械效率％

/N高度/cm用功/J計示數(shù)/N

/cm

單滑14101.630

輪組26102.630

14101.150

雙滑

輪組26101.450

【實驗結(jié)論】：

①滑輪組機械效率與物體重力和動滑輪的個數(shù)有關；

②同一滑輪組，提起的物重越重，滑輪組的機械效率越高；

③不同的滑輪組機械效率不同，且在物重相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低

【考點方向】：

1、步驟：必須拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：J

2、結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：

C

3、同一滑輪組：滑輪機械效率,

4、測量機械效率時為什么不能使彈簧測力計靜止？機械效率會怎樣？

答：_______________________________________________________________________

5、實驗中改變鉤碼的數(shù)量，改變動滑輪的個數(shù)進行多次實驗的目的是什么？

答：。

6、通過該實驗我們可以得知：可以提高滑輪組的機械效率。

【經(jīng)典例題】

【母題】：卜面是小明和小紅的“測最滑輪組的機械效率”實驗報告,

實驗名稱：測量滑輪組的機械效率

甲.乙

圖2

實驗步驟：

（1）觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和

（2）如圖1所示，測量物體G所受的重力為o

（3）如圖2所示，實驗過程中，拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值，用測出的物體G上升

的高度h和彈簧測力計移動的距離s,將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可以知道他們選用的滑輪組是

（送填甲”或“乙”）

（4）僅改變重物G上升的高度，重復上面的實驗，記錄并計算實驗數(shù)據(jù)實驗記錄：

實驗次物體重量物體上升高拉力F/N彈簧測力計移機機械效率n

數(shù)G/N度h/cm動的距離s/cm

15.001.8015.0085.2%

28.001.7724.0086.6%

310.001.7530.0087.6%

實驗結(jié)論：滑輪組的機械效率與所提升物體的高度有關。

實驗討論與交流

①小明和小紅的實驗結(jié)論：（選填“科學”或“不科學”）；

請說明你的理由________________________________________________________________。

②小明認為提升的物重會影響該滑輪組的機械效率，建議進一步探究：改變,重復實驗（3）步

驟，計算出機械效率進行比較分析。

（5）小明在實驗探究過程中，改變不同的物理量，得出多組數(shù)據(jù)的目的足。

（1）請把表格中二個未完成的空補允完整。

（2）甲同學根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出鉤碼重力逐漸增大，滑輪組機械效率（選填“增大”、“減小”或“不

變請你解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。

（3）乙同學進一步研究，測出動滑輪的質(zhì)量為100g,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出：總功總是大于有用功與克服

動滑輪重力的功之和，即：Ws>W"W把，他猜測還有因素影響機械效率。（答一種因素即可）

（4）丙同學計算出每一組總功與有用功和克服動滑輪重力的功的差值AW=Wg-WxW輪,通過比較第1、

2和組的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)重物的重力越大，差值aW（選“越大”、“越小”或“不變”），請你利用所

學知識對此作出解釋o

練習3：（2019?綏化）如圖是智慧小組“測滑輪組的機械效率”的實驗裝置。測得的實驗數(shù)據(jù)如表。

實驗次數(shù)物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N繩端移動距離機械效率n

s/m

110.10.60.355.6%

220.11.00.366.7%

340.11.80.3

（1）實驗過程中，應豎直向上拉動彈簧測力計。

（2）第三次實驗中滑輪組的機械效率是___________o

（3）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重，滑輪組的機械效率越高。

（4）若在第三次實驗中，物體上升的速度為O.lm/s,則拉力F的功率為W

（5）創(chuàng)新小組也利用重為IN、2N、4N的物體進行了三次實驗，每次測得的機械效率均大于智慧小組的測

量值，則創(chuàng)新小組測量值偏大的原因可能是o（填字母）

A.測拉力時，彈簧測力計未調(diào)零，指針指在零刻度線下方

B.彈簧測力計每次拉動物體時均加速上升

C.所使用的動滑輪的重力小于智慧小組

練習4：（2019?遂寧）在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，某組同學選擇了如圖所示的兩種滑輪組進行多次

實驗，記錄的實驗效據(jù)如下表：

鉤碼重鉤碼上升高度拉力繩端移動距離

實驗次數(shù)機械效率

G/NH/cmF/NS/cm

10.51030

21.5100.83062.5%

30.5100.54025.0%

41.5100.74053.6%

（I）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判斷出第一次實驗所選擇的是（選填“甲”或“乙”）滑輪組。

（2）在第一次實驗中，當_____拉動滑輪組時，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，拉力尸為M該次實

驗滑輪組的機械效率是（計算結(jié)果精確到0.1%）。

（3）機械效率是機械性能好壞的重要標志結(jié)合生產(chǎn)生活實際，分析實驗數(shù)據(jù)可知，下列提高機械效率的措

施不可行的是______（選填符號）

A.增加所提物重B.減輕機械自重C.機械加潤滑油Q.增加重物上升高度

練習5：（2018?泰安）圖甲是某學習小組“測量滑輪組的機械效率”的示意圖。用彈簧測力計豎直向上拉動繩

子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A，位置，同時彈簧測力計從圖中的B位置上升到B位置,

在這個過程中，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示。

宇

菱

-

『

三

二

二

，

一

EI

請你根據(jù)他們做的實驗完成下列問題:

（1）物體提升的高度是cm,拉力是N,該滑輪組的機械效率1]=；

（2）若在圖甲裝置的基礎上，增加一個動滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機械效

率（選填“變大”、"變小'域"不變”）。

練習6：（2018?德州）測量滑輪組的機械效率:

步驟如圖所示為測量某滑輪組機械效率的裝置圖￡￡

實驗裝置。

①實驗時沿豎直方向勻速緩慢拉動彈Iff

簧測力計。

甲乙四

②分析表中數(shù)據(jù)可知：實驗2是用圖

做的實驗。

③實驗序號3中的機械效率

n=________。

表格實驗序鉤碼重曷鉤碼上升高度繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率n

號G/Nh/m

140.11.80.374%

280.13.10.386%

380.12.50.4

結(jié)論通過比較________（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，

滑輪組的機械效率越高。

通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組

的機械效率

問題討論實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，有同學認為應靜止時讀數(shù)。你認為他的想

法

（選填“正確”或“不正確”），因為他沒有考慮到對滑輪組機械效率的影響。

練習7：（2018?齊齊哈爾）某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示.

（1）實驗中應沿豎直方向緩慢拉動彈簧測力計.

（2）小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，你認為他的想法

（選填“正確”或“不正確”），因為她沒有考慮到對滑輪組機械效率的影響.

（3）用丁圖裝置進行實驗，得M表中第4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整.

（4）通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子

段數(shù)無關（填實驗次數(shù)的序號）

（5）通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高.（填

實驗次數(shù)的序號）

（6）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：。

實驗次數(shù)鉤碼重量鉤碼上升高繩端拉力繩端移動距機械效率n

G/N度h/mF/N離s/m

140.12.70.274%

240.1