人教物理实验16 测定滑轮组机械效率的实验（解析版）.doc

实验十六、测定滑轮组的机械效率实验
【实验目的】：
会测量滑轮组的机械效率。
【实验原理】：
【待测数据】：
物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S
【实验器材】：
钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。
【实验步骤】：
①用所给器材组装如图１所示滑轮组。
②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。
③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。
④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。
⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按η
计算该滑轮组的机械效率。
⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。
⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
滑轮组有用功/J
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
滑轮组总功/J
机械效率%
单滑轮组
1
4
10
1.6
30
2
6
10
2.6
30
双滑轮组
1
4
10
1.1
50
2
6
10
1.4
50
【实验结论】：
①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；
②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高；
③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
【考点方向】：
1、 步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。
2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重，做的有用功相对就多。
C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
3、同一滑轮组： 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？
答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，用
功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。
5、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？
答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。
6、通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。
【经典例题】
【母题】：下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和　 　。
（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为　 　。
（3）如图2所示，实验过程中， 拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 　测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是　 　（选填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：
实验次数
物体重量G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
弹簧测力计移机动的距离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%
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论：　 　（选填“科学”或“不科学”）；
请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 　，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
（5）小明在实验探究过程中，改变不同的物理量，得出多组数据的目的是 。
【答案】
（1）分度值；（2）4.6N；（3）匀速；刻度尺；乙；（4）①不科学；根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。（5）避免实验偶然性，使结论更具普遍性。
【解析】
（1）测力计使用前，要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值；
（2）根据测力计分度值