备战中考物理考点经典题练《实验探究滑轮组机械效率》解析版

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页《实验：探究滑轮组机械效率》一、实验探究题用如图所示器材测滑轮组的机械效率。

(1)在图上画出滑轮组最省力的绕线方式。

(2)安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置，

(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m，钩码重1.5N，其他被测和计算的数据如下表：拉力F/N拉弹簧测力计的线端通过距离S/m有用功W总功W0.60.40.30.24上表中肯定错误的数据是______和______。

(4)若用上述装置提起重1.5N的钩码，机械效率为ŋ1；提起重3N的钩码，机械效率为ŋ2，则ŋ1______ŋ2(填“>”、“<某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：

①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。

②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。

③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。

④算出有用功W有，总功W总，机械效率η。

⑤次数沙和袋所受的总重力G/N提升高度h/m有用功W拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W机械效率η10.60.20.120.30.1866.7%20.90.20.180.40.60.2431.20.20.240.50.60.3080%请根据实验过程和实验记录，思考并回答：

(1)在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s，你认为s应该为______m。

(2)根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为______。

(3)根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为______N.(绳重和摩擦忽略不计)

(4)分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率

______。(选填“越大”、“越小”或“不变”)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：

物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。

(2)第1次实验测得的机械效率为______(结果保留两位有效数字)。

(3)分析表中数据可知：第2次实验是用______图做的；第4次实验是用______图做的。(选填“a”、“b”或“c”)

(4)分析对比第1、2次实验数据，可得结论：______。

(5)分析对比第1、3次实验数据，可得结论：______。

(6)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。

实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5____________(1)实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计。

(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法______(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。

(3)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，表中的两个数据分别是？

(4)通过比较______两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。(填实验次数的序号)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。实验次数123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.61.8绳端移动距离s/m0.30.4

机械效率η74.1%62.5%

(1)实验中应沿竖直向上方向_____拉动弹簧测力计。应该在测力计_____(选填“静止”“运动”)时读取拉力大小。(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)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然计算出第3次的机械效率。通过第2次实验和第3次实验的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率_____(选填“越高”、“不变”或“越低”)。(4)已知图中每个滑轮的重为1N，第1次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功为_____J。用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．

(1)实验时，应______向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升．

实验数据如下表．序

号动滑轮重力G钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳的拉力

F/N绳端移动

距离s/m机械效率

η①0.110.20.60.483.3%②0.120.21.10.4③0.220.21.20.483.3%(2)第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为______．

(3)分析表中______组数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大．

(4)分析表中的数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将______.(选填“增大”、“减小”或“不变”)如图所示，小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时，用20N的拉力将重为30N的物体匀速提升30cm。求：

①此滑轮组是由______股绳子承担动滑轮和物体的总重。

②滑轮组的机械效率是______%。

③测量滑轮组的机械效率时，下列因素中：a.动滑轮重力、b.绳子绕法、c.摩擦力、d.定滑轮重力、e.物体重力，对滑轮组机械效率有影响的是______。

A.acde

B.bce

C.ace

D.abcde小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。次数钩码重/N购码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.8%24101.530？3610？3090.9%(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为______(结果保留一位小数)。

(2)如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为______N。

(3)分析表格中的数据得出结论同一滑轮组，______。

(4)在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会______(填“变大”、“变小”或“不变”)。某小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。

(1)实验中应沿

方向上缓慢拉动弹簧测力计。(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法

(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到

对滑轮组机械效率的影响。

(3)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，表中的两个数据分别是？

、

(4)通过比较

两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。(填实验次数的序号)在探究滑轮组机械效率的实验中，有一组实验数据表格如下：序号钩码重G/N钩码升高的高度h/m测力计示数F/N绳端移动的距离s/m有用功W有总功W总机械效率η12①1

66.7%在这次实验时，先用测力计测出钩码的重力G；再如图，用测力计缓慢竖直拉绳端，提升钩码，读出测力计示数F，记下钩码升高的高度和绳端移动的距离。

(1)在图中，画出滑轮组最省力的绕线方式。

(2)表格中的数据分别为：①_______

(3)小洋同学猜测滑轮组机械效率与重物重力的大小有关系，设计实验检验其猜测，并填写实验报告．

①实验目的：_________________

②实验步骤(若需要可补充器材)：

___________________________________________

___________________________________________

___________________________________________

③设计数据记录的表格

(4)如果不提供刻度尺，能否完成此实验？________，理由是：____________________小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：次数钩码所受的重力G/N钩码提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η11.00.10.80.431.25%21.00.20.80.831.25%32.00.11.20.441.67%43.00.11.5(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=______m，机械效率η=______。

(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率______。

(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为______N。

(4)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______

A.动滑轮的重力

B.绳子与滑轮之间的摩擦

C.物体上升的高度在“测量滑轮组的机械效率”的实验中：

(1)实验原理是______________________。

(2)实验中的操作要求是应________________拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升。弹簧测力计静止时，测量绳端所受的拉力会__________，所测机械效率将__________(后两空均选填“偏大”或“偏小”)。

(3)小明用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示，实验数据记录如下表。次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.3%24101.530A3610B3090.9%请将表格中的数据补充完整：A中填________，B中填________。

分析数据可得结论：________________________________________；

(4)现多次只改变钩码的重力G并测出滑轮组的机械效率η，则η与G的关系可能符合图中的________。A.B.C.D.在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置匀速提升钩码，测得了四组数据，如下表所示。实验次数两个钩码总重G/N钩码上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动距离s/cm1341.2122361.2183381.22743101.230(1)前三次实验中，第________次实验数据明显出现错误，应当删除。(2)第4次实验中，有用功是________J，总功是________J，滑轮组的机械效率为________。若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(3)根据以上信息，可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与________是否有关。在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：实验次数动滑轮重G动物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率η/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.3①51.040.1②0.562.5

(1)请根据前四组数据，在图a中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)实验中应沿着竖直方向

拉动弹簧测力计。(3)表格中编号①处数据应为

；根据图b中弹簧测力计可知编号②数据应为

N。(4)由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与

无关。(5)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与

有关。(6)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你认为这句话是

的(填“正确”或“错误”)。你是用小明收集的数据中

两组数据对比分析来判断的。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(见表)

序号12345678动滑轮重G1.01.01.01.01.01.01.01.0所挂砝码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7(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，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______。小红在测量滑轮组机械效率的实验中，用图的装置匀速竖直向上提升重物，并记录了部分实验数据如表：钩码总重G/N钩码上升高度

h/m测力计拉力

F/N测力计拉绳端移动距离s/m30.10.3(1)上表中测力计拉力的示数如图17所示，则此时拉力的测量值为______N。

(2)此次实验中滑轮组的机械效率为______。

如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。

实验次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3

(1)第三次实验中滑轮组的机械效率是____________________；(2)分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重__________，滑轮组的机械效率越高；(3)若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为__________W；(4)创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是(

)A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组小海同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图所示，用同一滑轮组缓慢提升不同数量的钩码，记录数据如表所示．实验次数钩码的重力G/N钩码提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.10.90.374%240.11.60.383%360.1①0.3②(1)观察图中测力计的示数，表格中①处的数值是________，②处的数值是________．(2)小海通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法．汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法________是与本实验同理的．方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑．(3)小海发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率．小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为________的看法是正确的．某实验小组的同学用如图(甲)所示的器材，探究影响滑轮组机械效率的因素。

(1)要提起图(甲)中的重物，请完成滑轮组的绕线(要求最省力)。

(2)该实验小组的同学将图(甲)中的物体换成钩码，采用图(乙)所示的绕线方法，测得滑轮组的机械效率如表所示。实验次数钩码重量G/N钩码上升高度h/m拉力F/N拉力F通过

距离s/m机械效率η/%10.500.200.420.406021.000.200.750.4031.500.201.050.407142.000.201.380.407252.500.201.680.4074第二次实验，滑轮组的机械效率η2=______%(计算结果保留整数位)。

(3)请根据表中的数据，在上图的坐标中用光滑曲线画出η与G的关系图。

(4)根据以上信息，可以得出：相同的滑轮组随着提升物重的增加，滑轮组的机械效率______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(5)在某一次测量中，将图(乙)中F的方向改为图(丙)所示，其它条件不变，滑轮组的机械效率______改变。(如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。

(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动______cm，该滑轮组的机械效率为_________。(2)在弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比_____。(选填“偏小”、“偏大”或“相等”)。(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

答案和解析1.【答案】0.4

0.24

<

【解析】解：(1)滑轮组最省力的绕线方式为用3段绳子承担物重，如图所示；

(3)根据滑轮组的特点拉弹簧测力计的线端通过的距离s=3h=3×0.2m=0.6m；总功W总=Fs=0.6N×0.6m=0.36J.因此可知，表中的数据中0.4和0.24是错误的；

(4)因为同一滑轮组提升的物体越重，其机械效率越大，所以ŋ1<ŋ2。

故答案为：(1)如图；

(3)0.4，0.24；

(4)<。

(1)滑轮组最省力的绕法为用3段绳子承担物重；

(3)根据三段绳子承担物重，可判断拉力移动距离与钩码上升高度的关系，利用W=Fs可求出有用功，这样就可以对照发现表格中的错误；

(4)对于同一滑轮组来讲，增大了钩码的重，相当于增加了有用功，这样可提高机械效率。

实验中明确绕线方法，并根据绕线方法确定距离的关系，是本题的关键。明确绕线后，再通过分析和计算，即可对数据做出相应的判断。通过此题我们还应明确一点，就是同一滑轮组的机械效率与它提升的物重有关，物重越大，机械效率越高。

2.【答案】0.6

75%【解析】解：

(1)绳子的有效段数为3，根据s=nh，在第一次实验中，绳端移动的距离s=3×0.2m=0.6m；

(2)根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为：

η2=W有W总=0.18J0.24J×100%=75%；

(3)不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：F=G+G动3，

结合第一次实验的数据可得，所用动滑轮的重：G动=3F−G=3×0.3N−0.6N=0.3N；

(4)纵向分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越大。

故答案为：(1)0.6；(2)75%；(3)0.3；(4)越大。

(1)已知绳子的有效段数为3，根据s=nh求出在第一次实验中绳端移动的距离；

(2)根据表中数据，由η=W有W总=×100%计算得出第二次实验的机械效率；

(3)不计绳重和摩擦，绳子自由端的力：F=G+G动3，据此求出G动；【解析】解：(1)在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动测力计。

(2)机械效率：η=W有用W总×100%=GhFs×100%=4N×0.1m1.8N×0.3m×100%≈74%

(3)由数据知第2次实验中，s为h的3倍，所以滑轮组由3段绳子承担物重，而被提升的物重为6N，其它3组为4N.所以第2次实验是用b图做的；

第4次实验s为h的5倍，所以滑轮组由5段绳子承担物重，所以第4次实验是由c图做的。

(4)分析第1、2次实验，两次所用滑轮组相同，但第2次物重大于第1次物重，机械效率也大于第1次的机械效率，所以可得使用同一滑轮组，提高物重可以提高滑轮组的机械效率。

(5)分析第1、3次实验，两次提升物体的重力相同，第3次实验的动滑轮较重，而机械效率较低，所以可得使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低。

(6)第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率没变，所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。

故答案为：(1)匀速；(2)74%；(3)b；c；(4)使用同一滑轮组，提高物重可以提高滑轮组的机械效率；(5)使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低；(6)无关。

(1)在实验中，要正确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计。

(2)掌握机械效率的计算公式，η=W有用W总=GhFs，能用此公式进行简单的计算。

(3)要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系：s=nh.根据绳端移动距离与物体上升的高度判断出承担物重的绳子段数，同时也要注意被提升的物重。

(4)掌握影响滑轮组机械效率的因素：物重和动滑轮的个欸数。被提升的物体越重、动滑轮的个数越少，则滑轮组的机械效率越高。

(5)根据物体被提升的高度与效率之间的关系得出结论，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。

【解析】解：(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；

(2)若静止读数，他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，测量值偏小，故他的想法是错误的；

(3)用图丁装置进行实验，绳子的有效段数为4，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=4×0.1m=0.4m，

第4次实验的机械效率为：

η=W有W实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.480%(4)根据n=sh，前3次实验绳子的有效段数均为3，分别是用甲乙丙装置做的实验，研究机械效率与提升物体的重力的关系，要控制其它因素相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

故答案为：(1)匀速；

(2)不正确；

摩擦力；

(3)如上表所示；

(4)2；3。

(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计；

(2)若静止读数，则考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，测量值偏小；

(3)用图丁装置进行实验，绳子的有效段数为4，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；根据η=W有W总×100%得出第4次实验的机械效率；

(4)根据n=sh，前3次实验绳子的有效段数均为3，研究机械效率与提升物体的重力的关系，要控制其它因素相同，只改变物体的重力。

本题测量滑轮组机械效率，考查注意事项、n=sh的运用、机械效率的计算、控制变量法和数据分析。

5.【答案】【解析】【分析】

(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计(若在静止时读数，则没有测量出机械之间的摩擦，测力计示数偏小)；

(2)根据表中数据，由s=nh求出动滑轮上绳子的股数，据此确定实验用哪个装置做的实验；

(3)由s=nh求出第3次实验中绳端移动距离，根据求出第3次的机械效率；

分析第2次实验和第3次实验的数据，找同相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系；

(4)根据W1=F1s1求出第1次实验的总功，根据W有1=G1h1求出做的有用功，从而得出做的额外功；

根据W额外=G动h求出克服动滑轮的重力做的额外功，从而得出第1次实验中克服摩擦和绳重所做的额外功。

【解答】

(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，故应该在测力计运动时读取拉力大小；

(2)实验2中，h2=0.1m，s2=0.4m，

则动滑轮上绳子的股数：n=s2h2=0.4m0.1m=4，

所以实验2是用乙图所示装置做的实验；

(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验，即用乙图所示装置做实验，第3次实验中绳端移动距离s=4×0.1m=0.4m，第3次的机械效率：

；

通过第2次实验和第3次实验的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高；

(4)第1次实验的总功：

W1=F1s1=1.8N×0.3m=0.54J，

做的有用功：

W有1=G1【解析】解：

(1)在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数，这样才能准确测出绳端的拉力F；

(2)由表中实验数据可知，第②次实验时，动滑轮的机械效率：

η=W有W总=GhFs=2N×0.2m1.1N×0.4m×100%≈90.9%；

(3)由表中实验序号为①②的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大；

(4)由表中实验序号为②③的实验数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小．

故答案为：(1)竖直；(2)90.9%；(3)①②；(4)减小．

(1)在实验中，为了正确测出拉力的大小，应拉动弹簧测力计竖直向上匀速上升；

(2)根据表中实验数据应用效率公式求出动滑轮的机械效率．

(3)(4)根据控制变量法的要求分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据分析答题．【解析】【分析】

此题考查滑轮组的认识、提高机械效率的方法，是一道综合性较强的题目，考查非常全面，需要学生具备扎实的物理知识。

(1)根据作用在动滑轮上的条数确定几条绳子承担重物；

(2)根据η=W有用W总=GhFs=GnF计算滑轮组的机械效率；

(3)根据机械效率的概念分析解答。

【解答】

①因为一个动滑轮提供两条绳子，而动滑轮中间的挂钩也提供一条，所以重物和动滑轮由3段绳子承担；

②滑轮组的机械效率：

η=W有用W总=GhFs=GnF=30N2×20N×100%=75%；

③总功等于有用功加额外功，减小动滑轮重力，可以减小额外功，从而减小总功，根据η=W有用W总可知，可以提高滑轮组的机械效率，故a有影响；

根据η=W有用W总=GhFs=GnF可知，改变绳子绕法、减小定滑轮重力，滑轮组的机械效率不变，不能提高滑轮组机械效率，故【解析】解：(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为：

η=W有W总=GhFs=4N×0.1m1.5N×0.3m≈88.9%；

(2)如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；

(3)纵向分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；

(4)弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，拉力F变大，拉下的距离s不变，总功变大，有用功不变，则滑轮组效率变小。

故答案为：(1)88.9%；(2)2.2；(3)提升物体的重力越大，机械效率越高；(4)变小。

(1)根据η=W有W总=GhFs×100%得出第2次实验中滑轮组的机械效率；

(2)根据弹簧测力计的分度值读数；(2)不正确；摩擦力(3)0.4；80%(4)2、3

【解析】【分析】本题考查了滑轮(组)机械效率的测量实验；本题测量滑轮组机械效率，考查注意事项、n=s(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计；

(2)若静止读数，则考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，测量值偏小；

(3)用图丁装置进行实验，绳子的有效段数为4，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；根据η=W有W(4)根据n=sh，前3次实验绳子的有效段数均为【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；

(2)若静止读数，他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，测量值偏小，故他的想法是错误的；

(3)用图丁装置进行实验，绳子的有效段数为4，绳子自由端移动的距离为：s=nh=4×0.1m=0.4m；

第4次实验的机械效率为：η=W(4)根据n=sh，前3次实验绳子的有效段数均为3，分别是用甲乙丙装置做的实验，研究机械效率与提升物体的重力的关系，要控制其它因素相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

故答案为：(1)竖直；(2)不正确；

摩擦力；(3)0.4；80%；(4)2、

10.【答案】(1)

(2)0.1；

(3)①验证滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高；

②

第一步：把钩码挂在弹簧测力计下方，处于静止状态，测出钩码的重力G，记录数据；第二步：滑轮组挂着1个钩码，用弹簧测力计缓慢竖直拉动细绳端，提升钩码测得拉力F，记录数据；

第三步：增加钩码个数，重复前三步；

第四步：计算各次实验的机械效率；

第五步：比较提升物体所受重力及滑轮组机械效率，检验猜想是否正确。

③

提升物体的重力G/N测力计示数F/N机械效率η一个钩码

二个钩码

三个钩码

(4)能；

图中绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s，和钩码上升的高度h，s=3h

【解析】【分析】

本题考查的是探究滑轮组的机械效率，掌握一定的实验技能是解题的关键；

使用滑轮组时，几段绳子承担物重，物体上升的高度h就是绳端移动的距离s的几分之一，所以对于一个给定的滑轮组，只要知道物重和拉力就可以计算机械效率；设计实验首先要提出猜想，然后利用实验方法设计实验步骤，再通过记录的实验数据进行分析总结，验证猜想的正确性。

【解答】

(1)一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，最省力的绕线方式就是让三段绳子承担物重，如图所示

(2)由图可知物体上升的高度为0.1m；

(3)

①探究滑轮组的机械效率与物体重力的大小是否有关系，可提出猜想，即实验的目的：滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高；

②根据猜想设计实验步骤：

第一步：把钩码挂在弹簧测力计下方，处于静止状态，测出钩码的重力G，记录数据；第二步：滑轮组挂着1个钩码，用弹簧测力计缓慢竖直拉动细绳端，提升钩码测得拉力F，记录数据；

第三步：增加钩码个数，重复前三步；

第四步：计算各次实验的机械效率；

第五步：比较提升物体所受重力及滑轮组机械效率，检验猜想是否正确；

③设计实验数据的记录表格为提升物体的重力G/N测力计示数F/N机械效率η一个钩码二个钩码三个钩码

(4)对于给定的滑轮组，物体上升的高度h与绳端移动的距离s之间的关系就是一定的，几段绳子承担物重，物体上升的高度h就是绳端移动的距离s的几分之一，图中绳子的有效段数n=3，所以s=3h，故不用刻度尺也能完成此实验。

故答案为：

(1)

(2)0.1；

(3)①验证滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高；

②

第一步：把钩码挂在弹簧测力计下方，处于静止状态，测出钩码的重力G，记录数据；第二步：滑轮组挂着1个钩码，用弹簧测力计缓慢竖直拉动细绳端，提升钩码测得拉力F，记录数据；

第三步：增加钩码个数，重复前三步；

第四步：计算各次实验的机械效率；

第五步：比较提升物体所受重力及滑轮组机械效率，检验猜想是否正确。

③提升物体的重力G/N测力计示数F/N机械效率η一个钩码二个钩码三个钩码

4)能；

图中绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s，和钩码上升的高度h，s=3h

11.【答案】0.4

50%

越高

2.2

C

【解析】解：(1)由图知实验中由四段绳子承担物重，所以第4次实验中绳子移动的距离：s=4h=4×0.1m=0.4m，

第4次实验测得机械效率为：

η=W有W总=GhFs×100%=3.0N×0.1m1.5N×0.4m×100%=50%；

(2)通过比较1、3和4三次实验数据知，物体提升的高度和绳子移动的距离相同，物体的重力不同，且物体的重力越大，机械效率越高，所以可以得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率高；

(3)如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，动滑轮和重物由几股绳子承担，拉力为重物和动滑轮总重的几分之一。即：F=14(G物+G动)，

所以动滑轮的重力：G动=4F−G物=4×0.8N−1N=2.2N。

(4)滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关，所以AB不符合题意，C符合题意。

故答案为：(1)0.4；50%；(2)越高；(3)2.2；(4)C。

(1)根据s=nh求出绳端移动的距离，由η=W有W总=GhFs×100%求机械效率；【解析】【分析】

本题测量滑轮组的机械效率，考查实验原理、注意事项、误差分析、机械效率的计算及数据分析。

(1)实验原理为：η=W有W总×100%；

(2)实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；

若保持静止读数，不用克服摩擦，所测拉力偏小，总功偏小，据此分析；

(3)①第二次实验中，根据W有=Gh求了有用功，根据W总=Fs求出总功，

由η=W有W总×100%求出机械效率；

②根据弹簧测力计的示数读出拉力大小，或根据求出拉力大小；

③由表格中数据分析得出结论；

(4)从题可知，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，首先根据影响摩擦力大小的因素判断出绳与滑轮间的摩擦，再利用公式η=W有W总×100%判断出动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系。

【解答】

(1)实验原理为：η=W有W总×100%；

(2)实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；

若保持静止读数，不用克服摩擦，所测拉力偏小，总功偏小，测出的机械效率偏大；

(3)①第二次实验中，有用功：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，

总功：W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J，

机械效率：η=W有W总×100%=0.4J0.45J×100%≈88.9%。

，故F′=6N×0.1m0.3m×90.9％≈2.2N；

③由表格中数据可以看出：滑轮组的机械效率随物重的增加而增大；

(4)动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大。

【解析】【分析】

本题是测量滑轮组机械效率的实验，主要考查了有关滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算；明确有用功和总功，同时知道绳端移动距离与物体上升高度之间的关系是关键；还要注意影响滑轮组机械效率的因素和提高效率的方法。

(1)同一个装置绳子的有效股数是一定的，分别根据s=nh求出前三次实验中的n，然后比较即可判断错误的数据。

(2)根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=W有W总×100%求出第四次实验中滑轮组的机械效率；使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的个数，增大了有用功，因此机械效率会变大。

(3)分析表格中各数据中变化的量，即可得出机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的。

【解答】

(1)由实验数据可知，1、2两次实验绳端移动距离都是物体上升高度的3倍，可知此滑轮组由3段绳子承担物重，而第三次绳端移动距离与钩码上升高度的关系错误，所以应当删除。

(2)第四次实验：

有用功：

W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J，

总功：

W总=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，

机械效率：

η=W有W总×100%=0.3J0.36J×100%≈83.3%；

整个滑轮组保持不变，即额外功不变，因为对重物做的功为有用功，增加钩码的个数，即增大了有用功，故机械效率就会增大。

(3)由表格中数据可以看出，在4次实验中钩码上升的高度不断发生变化，所以是探究滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关。

故答案为：(1)3；

(2)0.3；0.36；83.3%；增大；

(3)钩码上升的高度。

14.【答案】(1)；

(2)匀速；

(3)66.7%；1.6；

【解析】【分析】

此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。

(1)根据h与s的关系(s=nh)结合表格中数据判断承担物重的绳子段数，然后绕线；

(2)为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；

(3)根据公式η=W有W总×100％=GhFs×100％计算①的机械效率；进行②的读数时，注意测力计的分度值；

(4)分析机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；

(5)分析3、4中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系；

(6)计算出第5组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论。

【解答】

(1)由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示：

；

(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；(3)①η=W有W总×100％=GhFs×100％=4N×0.1m2N×0.3m×100％≈66.7％；

②由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；

(4)第1、2组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；

(5)第3、4组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；

(6)由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，η=W有W总×100％=GhFs×100％=4N×0.1m1.6N×0.5m×100％=50％，

由计算知，第5组比第4组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确。

故答案为：

(1)；

(2)匀速；

(3)66.7%；【解析】解：

(1)分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；

(2)由图1可知n=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：F=G+G02；

(3)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，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：

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：

η=W有用W总=fsF×3s×100%=f3F×100%=18N3×10N×100%=60%。

故答案为：(1)不省力；(2)F=G+G02；(3)如上图所示；60%。

(1)根据在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，确定表中序号为1、2的两组数据，据此得出结论；

(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【解析】解：(1)测力计分度值为0.2N，则此时拉力的测量值为1.6N。

(2)此次实验中滑轮组的机械效率为：

η=W有W总=GhFs=3N×0.1m1.6N×0.3m×100%≈62.5%。

故答案为：(1)1.6；(2)62.5%。

(1)根据测力计分度值读出拉力的测量值；

(2)根据表中数据，由η=W有W总=Gh【解析】【分析】

本题测滑轮组的机械效率，考查机械效率计算、影响效率大小的因素和功率计算及数据分析。

(1)根据表中数据，由η=W有W总=GhFs求出第三次实验中滑轮组的机械效率；

(2)纵向分析表中实验数据得出结论；

(3)物体上升的速度为0.1m/s，根据v=3v物得出则绳子自由端的速度；根据P=Fv求出拉力F的功率；

(4)机械效率与动滑轮的重有关，根据机械效率公式分析。

【解答】

(1)第三次实验中滑轮组的机械效率是：

η=W有W总=GhFs=4N×0.1m1.8N×0.3m≈74.1%；

(2)纵向分析表