滑轮组机械效率测定实验的改进 闫凤兰
1. 基本信息
申请人：闫凤兰
申请人所在学校：淳安县千岛湖镇清溪初级中学
项目名称：滑轮组机械效率测定试验改进
实验类型：添加实验、改进实验
本实验在教科书中的章节和页码：《科学》九年级上册第 1 章第 3 节第 4 节第 97 页
2. 原实验设计、操作或教学实践中存在的问题分析
这个实验的原理是η=W/W，这就要求我们在实验中要测量四个物理量：G（重量）、F（匀速垂直提升时的拉力）、S（绳索自由端移动的距离）、h（重物被举起的距离）。按照左图原实验装置，存在以下不足：第一，不能保证弹簧秤在提升重物的过程中做垂直方向的匀速直线运动，需要一边做匀速运动一边读取弹簧秤上的读数，控制起来比较困难。第二滑轮组机械效率，读取S和h时，是通过前后数据相减得到的，误差增大，而且分别读取s和h同一个数据时，不能保证手是固定在同一位置的。第三，S和h不在同一直线上，用同一把尺子测量时误差较大。
原始实验装置图
III. 实验的新增、改进和创新描述
教材中并没有直接安排测量滑轮组机械效率的实验，只是在教材中简单介绍为“一般滑轮组的机械效率为50%-70%”。但在实际教学中，我们总会遇到与滑轮组机械效率相关的问题，学生很难理解。增加此实验有利于突破教学重点和难点。
但如果使用原有的实验装置，似乎有些麻烦，而且有上述缺点，所以进行了改进。右图是改进后的实验装置，不仅可以进行传统的定、动滑轮、滑轮组实验，而且改进后操作更加简单方便，可以随时停止，方便老师边做边讲解。与传统实验装置相比，有以下改进和优点：
首先，将秤台、铁架、拉环组合成一个多功能支架，省去了组装仪器的繁琐。
第二，在支架的顶端安装了一个小型低速电机及其控制电路，通过开关控制小电机在垂直方向缓慢均匀地升降重物，保证整个实验过程中测力计始终处于匀速、慢速的状态。这样测得的拉力是准确的滑轮组机械效率，也让学生有充足的时间观察。测位移时，只要关掉开关，装置就会停在某一位置，保持不变，比用手拎着读数更准确。
第三，支架上设计有红蓝色两条刻度带，一方面可以增加可视性，另一方面可以通过细绳的长度调整重物的初始位置和绳索自由端分别与自己的零刻度对齐留学之路，然后在实验过程中直接读取S和h，以减少误差。
第四，在重物底部和测力计的挂钩上粘一根指针，测S、h时，可以清晰地观察物体，扩大目标，使读数更加准确。
第五，使用数字测力计即使在起重过程中发生偏转也可以快速读数。
4. 实验注意事项及其他问题
本次实验需要注意的是，仪器组装后，必须先将重物和绳索自由端的初始位置调零，使用前也必须将数字测力计调零。
