初中物理实验：测量滑轮组的机械效率实践

在实验室做完“测量滑轮组的机械效率”实验后，几位同学来到我的办公室，问了一些问题，现梳理如下，以供大家参考。

（一）为什么要使钩码匀速上升

因为当钩码匀速上升时，钩码受到向上的拉力才等于其重力，有用功才等于钩码的重G与上升高度h的乘积，同时弹簧测力计的示数也等于作用在滑轮组绳子末端的拉力F，总功才等于弹簧测力计示数F与上升距离s的乘积。若钩码上升的速度增大，算出的机械效率会变小；若钩码上升的速度减小，算出的机械效率会变大。

（二）为什么不多次测量求平均值

因为对一个滑轮组而言，其机械效率并不是一个定值。

设动滑轮重为G1，每个钩码的重为G2时，在不计绳重和摩擦的情况下，匀速提起一个钩码时，机械效率η1=G2/（G1+G2）；若匀速提起两个钩码时，则机械效率为η2=2G2/（G1+2G2）。明显可知η1≠η2，即同一个滑轮组的机械效率与所提钩码的重有关，因此不必对这些本来就不相同的数求平均值。

（三）用如图4-2-3的方法提起等重的钩码时，甲、乙两图所示的滑轮组的机械效率为何不等？且甲图的机械效率大于乙图(www.xing528.com)

图4-2-3中甲、乙两图所示的滑轮组提起等重的钩码匀速上升相同的高度时，所做的有用功相同，但甲图为一个动滑轮，乙图为两个动滑轮。因而，甲图中滑轮组所做额外功小，乙图所做额外功大，因而它们的效率不等，且甲图的机械效率大于乙图中轮滑组的机械效率（由此可看出机械效率的高低与机械的省力情况无关）。

（四）如果没有刻度尺，能否测出滑轮组的机械效率

图4-2-3

能。只要知道滑轮组的组装情况，便可数出承担重物重力的绳子段数n，并用弹簧测力计测出钩码的重G，并读出使重物匀速上升时弹簧测力计的示数F。设重物升高h时，则拉力F通过距离为s=nh，η=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/nF。

（五）实验记录表是如何设计出来的

实验记录表要依据一定顺序来设计，其顺序是首先设计组别栏，然后设计实验直接测量的物理量栏，最后设计由测出的物理量经运算求出的物理量栏，包括一次运算和二次运算量，以此类推。故该实验记录表应有组别栏，直接测量物理量4栏（G、F、h、s），由测的物理量经一次运算得出物理量2栏（W有、W总），经二次运算量1栏（η），故该实验记录表为：