2022年中考物理重点题型过关十一：测量机械效率实验

这是一份2022年中考物理重点题型过关十一：测量机械效率实验，共31页。试卷主要包含了滑轮机械效率的测量实验等内容，欢迎下载使用。
1．滑轮（组）机械效率的测量实验
实验目的：测量滑轮组的机械效率
实验原理：η＝＝
实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤：
（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；
（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；
（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；
（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表
（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）
实验数据：
注意事项：
（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；
（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；
（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．
实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大
二．考题过关
1．涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 。
A.减轻动滑轮重
B.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
2．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
（1）实验中应 拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为 ；编号②的数据应为 ；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组， ；
（4）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为 N。
3．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。
（2）第2次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率是 。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
4．有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确。
（1）如图所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计 拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：
第2次实验中的机械效率是 ；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 。
（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”），因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
5．如图所示，测量甲、乙两个滑轮组的机械效率，匀速拉动弹簧测力计，正确操作并将实验数据记录在下面的表格中（绳重、弹簧测力计的重以及摩擦都不计）。
（1）第2次测量的是 滑轮组的机械效率。
（2）第1次实验中，动滑轮的重力为 N，滑轮组的机械效率为 。
（3）甲、乙两个滑轮组机械效率不同的原因是 。
6．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 （用百分数表示）。
（2）分析实验数据，可初步得出的实验结论为：同一滑轮组的机械效率与 有关。
（3）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳
定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
7．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。
（1）根据表中数据，在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方式；
（2）实验过程中，应 拉动弹簧测力计。
（3）第三次实验中滑轮组的机械效率是 。
（4）分析表中实验数据可知，同一滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高。
（5）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。
（6）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.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
8．某同学在“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。
（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为 m，机械效率η为 。
（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，提升的物体重力 （选填“越大”或“越小”），滑轮组的机械效率越低。
（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
9．小明和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图甲所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置与示数。小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，测出相关数据并计算记录填写在下表：
（1）小明测得滑轮组的机械效率为100%，他意识到出现了错误，他错误的原因是 。
（2）小明实验中滑轮组的机械效率实际为 。
（3）小红想进一步探究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关”，根据探究目的，她先通过实验测算出如图乙所示的滑轮组的机械效率，请你在图丙中画出她下一步实验所需的组装图。
10．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙两组实验，实验数据记录如下：
（1）在实验操作中应该 拉动弹簧测力计上升；
（2）计算第2次的机械效率为 ；
（3）对比甲、乙两组实验，可知 会影响滑轮组机械效率。
11．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示（每个滑轮重0.5N）。
（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是 （结果精确到0.1%），这次数据是用图中 （填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的；
（2）如图乙，若动滑轮重120N；忽略绳重和轮与轴的摩擦，一个质量为60kg、站在地上的人向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组机械效率的最大值是 。
12．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 （选填“甲”或“乙”）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当竖直向上匀速拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 N；该次实验滑轮组的机械效率是 （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 （选填符号）。
A．增加所提物重
B．减轻机械自重
C．机械加润滑油
D．增加重物上升高度
13．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。
（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 。
（3）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。
（4）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
14．某小组在“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.
（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
（2）小组某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。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。
（4）通过比较 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（填实验次数的序号）
（5）通过比较 两次实验数据可得出结论：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）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高″或“低”）。
15．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义，提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
（1）比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高。
（2）比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 有关。
（3）比较 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
（4）第5次实验是利用了图 的装置完成的，判断依据是 。
（5）利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率 。
测量机械效率实验
参考答案
1．涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
（1）实验中应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 丙 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 1、3 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） ABC 。
A.减轻动滑轮重
B.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
【解答】解：（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；
（2）在第四次实验中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承担物重的绳子股数n＝5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的；
（4）1、3两次实验，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（6）要提高滑轮组的机械效率，可以：
A、减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确；
B、由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确；
C、机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确；
D、滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。
故答案为：（1）匀速；（2）丙；（4）1、3；（6）ABC。
2．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
（1）实验中应 竖直向上匀速 拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为 2.2 ；编号②的数据应为 88.9% ；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组， 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高 ；
（4）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为 0.4 N。
【解答】解：（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小；
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为2.2N；
第2次实验的机械效率为：η＝＝＝×100%≈88.9%；
（3）实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）方法一：根据表中数据，在第一次实验做的总功：
W总1＝F1s1＝0.8N×0.3m＝0.24J，
做的有用功：
W有1＝G1h＝2N×0.1m＝0.2J，
做的额外功：
W额外＝W总1﹣W有1＝0.24J﹣0.2J＝0.04J，
因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力所做的功，则动滑轮的重力为：
G动＝＝＝0.4N。
（4）方法二：因忽略绳重和摩擦，则G动＝nF1﹣G1＝3×0.8N﹣2N＝0.4N。
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）2.2；88.9%；（3）提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； （4）0.4。
3．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 匀速 运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 0.6 N。
（2）第2次实验时所做的有用功为 0.075 J，滑轮组的机械效率是 62.5% 。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 B 。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
【解答】解：
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；
（2）第2次实验时所做的有用功为：
W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；
第2次做的总功：W总2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；
滑轮组的机械效率是：
η＝＝×100%＝62.5%；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；
（4）A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；
B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；
C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝，机械效率与物体提升的速度无关，
故选B。
故答案为：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。
4．有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确。
（1）如图所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计 竖直匀速 拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：
第2次实验中的机械效率是 62.5% ；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 增大 。
（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 不正确 （选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到 摩擦力 对滑轮组机械效率的影响。
【解答】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，拉力等于测力计示数；
（2）根据表中数据，第2次实验的机械效率：
η＝＝×100%＝×100%＝62.5%；
根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大；
（3）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，他的想法不正确，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小，测量的机械效率偏高。
故答案为：（1）竖直匀速；（2）62.5%；增大；（3）不正确；摩擦力。
5．如图所示，测量甲、乙两个滑轮组的机械效率，匀速拉动弹簧测力计，正确操作并将实验数据记录在下面的表格中（绳重、弹簧测力计的重以及摩擦都不计）。
（1）第2次测量的是 甲 滑轮组的机械效率。
（2）第1次实验中，动滑轮的重力为 1 N，滑轮组的机械效率为 75% 。
（3）甲、乙两个滑轮组机械效率不同的原因是 动滑轮重不同 。
【解答】解：（1）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，由图示可知，第2次实验测量的是甲滑轮组的机械效率；
（2）由表格数据可知，第1次实验中，重物上升0.1m，则拉力端移动的距离s＝0.2m，
可知承担物重的绳子股数：n＝＝＝2，
绳重、弹簧测力计的重以及摩擦都不计，由F＝（G+G动）可得，
G动＝nF﹣G＝2×2N﹣3N＝1N；
滑轮组的机械效率是：η＝×100%＝×100%＝×100%＝75%；
（3）两滑轮组提升物体的重力相等，乙滑轮组的机械效率低，说明做的额外功多，在绳重、摩擦以及弹簧测力计的重都不计的情况下，说明乙滑轮组的动滑轮重力大于甲滑轮组的动滑轮的重力。
故答案为：（1）甲；（3）1；75%；（4）动滑轮重不同。
6．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 62.5% （用百分数表示）。
（2）分析实验数据，可初步得出的实验结论为：同一滑轮组的机械效率与 被提升物体的重力 有关。
（3）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳
定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，因为他没有考虑到 绳子与滑轮之间的摩擦 对滑轮组机械效率的影响，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 偏大 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 等于 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）根据测量的实验数据，2的机械效率为：
η＝＝×100%＝×100%＝62.5%；
（2）从实验数据看，钩码上升的高度相同，钩码重不断增大，机械效率不断提高，所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。
（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若为了方便，若在测力计静止时读数，则没有测量出机械的摩擦力，测量出的拉力变小，根据W＝Fs，求出的总功变小，故测出的机械效率将比真实值偏大；
（4）不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，绳子的有效股数不同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由η＝＝×100%可知两者的机械效率相等，可知η甲等于η丙。
故答案为：62.5%；（1）62.5%；（2）被提升物体的重力；（3）绳子与滑轮之间的摩擦；偏大；（4）等于。
7．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。
（1）根据表中数据，在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方式；
（2）实验过程中，应 竖直向上匀速 拉动弹簧测力计。
（3）第三次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。
（4）分析表中实验数据可知，同一滑轮组， 物重越大 ，滑轮组的机械效率越高。
（5）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 0.54 W。
（6）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 C 。
A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
【解答】解：
（1）根据表中数据可知，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，如下图所示：
（2）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；
（3）第三次实验中滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈74.1%；
（4）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（5）已知物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度：v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
根据表中第三次实验数据可知，F＝1.8N，
则拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝1.8N×0.3m/s＝0.54W；
（6）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力变大，总功变大，在有用功一定时，滑轮组的机械效率将变小，不符合题意；
B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，测得的拉力变大，总功变大，在有用功一定时，滑轮组的机械效率将变小，不符合题意；C．使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮重力做的功减小，即额外功减小，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大，符合题意；
故选C。用功一定时，滑轮组的机械效率将变小，不符合题意；
C．使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮重力做的功减小，即额外功减小，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大，符合题意；
故选C。
故答案为：（1）如上图所示；（2）竖直向上匀速；（3）74.1%；（4）物重越大；（5）0.54；（6）C。
8．某同学在“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。
（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为 0.4 m，机械效率η为 50% 。
（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，提升的物体重力 越小 （选填“越大”或“越小”），滑轮组的机械效率越低。
（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 2.2 N。
（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是 C 。
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
【解答】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＝＝×100%＝×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，物重越小，滑轮组的机械效率越低；
（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＝（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）越小；（3）2.2；（4）C。
9．小明和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图甲所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置与示数。小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，测出相关数据并计算记录填写在下表：
（1）小明测得滑轮组的机械效率为100%，他意识到出现了错误，他错误的原因是 弹簧测力计提升的高度测量错误，应为0.75m 。
（2）小明实验中滑轮组的机械效率实际为 80% 。
（3）小红想进一步探究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关”，根据探究目的，她先通过实验测算出如图乙所示的滑轮组的机械效率，请你在图丙中画出她下一步实验所需的组装图。
【解答】解：
（1）动滑轮被5根绳子承担，拉力移动的距离就是物体上升距离的5倍，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.15m×5＝0.75m；
（2）滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝80%；
（3）与动滑轮相连的绳子段数为2段时，根据“奇动偶定”的原则绕线，绳子的起始端系在定滑轮的挂钩上，如图所示：
。
故答案为：（1）弹簧测力计提升的高度测量错误，应为0.75m；（2）80%；（3）见上图。
10．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙两组实验，实验数据记录如下：
（1）在实验操作中应该 竖直匀速 拉动弹簧测力计上升；
（2）计算第2次的机械效率为 83.3% ；
（3）对比甲、乙两组实验，可知 被提升物体的重力大小 会影响滑轮组机械效率。
【解答】解：（1）在实验操作中应该竖直匀速拉动弹簧测力计上升，此时，系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
（2）第2次的机械效率为：
η＝＝×100%＝×100%≈83.3%；
（3）对比甲、乙两组实验，用同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越大，故可知被提升物体的重力大小会影响滑轮组机械效率。
故答案为：（1）竖直匀速；（2）83.3%；（3）被提升物体的重力大小。
11．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示（每个滑轮重0.5N）。
（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是 66.7% （结果精确到0.1%），这次数据是用图中 乙 （填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的；
（2）如图乙，若动滑轮重120N；忽略绳重和轮与轴的摩擦，一个质量为60kg、站在地上的人向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组机械效率的最大值是 90% 。
【解答】解：
（1）第4次实验的机械效率：η＝＝＝×100%≈66.7%；
由s＝nh可得，n＝＝＝2，而图乙中提升物体绳子条数为2，故选择装置乙；
（2）已知人的质量为60kg，
则该人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：
G大＝nF大﹣G动＝2×600N﹣120N＝1080N，
根据η＝＝＝，则滑轮组的最大机械效率：
η大＝×100%＝×100%＝90%。
故答案为：（1）66.7%；乙；（2）90%。
12．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 甲 （选填“甲”或“乙”）滑轮组。
（2）在第一次实验中，当竖直向上匀速拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为 0.4 N；该次实验滑轮组的机械效率是 41.7 （计算结果精确到0.1%）。
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是 D （选填符号）。
A．增加所提物重
B．减轻机械自重
C．机械加润滑油
D．增加重物上升高度
【解答】解：（1）由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h＝10cm，绳端移动的距离s＝30cm，
由s＝nh可得，绳子的有效股数n＝＝＝3，
由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，
所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；
（2）由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F＝0.4N，
该次实验滑轮组的机械效率η＝＝＝×100%＝×100%≈41.7%；
（3）A．由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；
B．由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；
C．机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据η＝×100%＝×100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；
D．由η＝＝＝＝×100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行。
故选：D。
故答案为：（1）甲；（2）0.4；41.7%；（3）D。
13．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。
（1）实验过程中，应竖直向上 匀速缓慢 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 越重 ，滑轮组的机械效率越高。
（4）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 0.54 W
【解答】解：
（1）实验过程中，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是：
η＝＝＝≈74.1%；
（3）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）若在第三次实验中，F＝1.8N，物体上升的速度为0.1m/s，
则绳子自由端的速度：v＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
则拉力F的功率为：
P＝＝＝Fv＝1.8N×0.3m/s＝0.54W。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）74.1%；（3）越重；（4）0.54
14．某小组在“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.
（1）实验中应沿竖直方向 匀速 缓慢拉动弹簧测力计。
（2）小组某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。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 摩擦力 对滑轮组机械效率的影响。
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。
（4）通过比较 1、2 两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（填实验次数的序号）
（5）通过比较 2、3 两次实验数据可得出结论：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）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低 （填“高″或“低”）。
【解答】解：（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数；
（2）若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦力，故测量出的拉力偏小，他的想法不正确；
根据W总＝Fs，求出的总功偏小，而有用功不变，根据η＝×100%，故这样测出的机械效率偏大，即他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响；
（3）丁图装置绳子的有效段数为4，故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＝＝＝×100%＝80%；
（4）根据s＝nh可知，第1、2、3次实验绳子的有效段数分别为2、3、3；结合图示和钩码的重力，
第1、2、3次分别是用甲乙丙装置完成的，
通过比较1、2两次实验数据可知，钩码的重力相同，提升的高度相同，连接动滑轮绳子的段数不同，机械效率相同，故可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（5）通过比较2、3两次实验数据可知，滑轮组相同，连接动滑轮的绳子段数相同，提升的高度相同，物体的重力不同，物体重力越大，机械效率越大，故可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高；
（6）通过比较3、4两次实验是分别用丙丁装置完成的，丁装置中有2个动滑轮，动滑轮重力大于丙中动滑轮的重力，而实验提起物体的重力相同，第4次实验的机械效率小于第3次实验的机械效率，故得出的结论是：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。
故答案为：（1）匀速；（2）摩擦力；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）低。
15．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义，提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
（1）比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码 重力越大 ，机械效率越高。
（2）比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 动滑轮的重力 有关。
（3）比较 2、3 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
（4）第5次实验是利用了图 乙 的装置完成的，判断依据是 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，绳子的有效段数为1 。
（5）利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率 80% 。
【解答】解：（1）比较1和2两次实验可知，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高；
（2）比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据G＝mg＝ρVg，两滑轮的重力不同，导致滑轮组的机械效率不同，故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关；
（3）比较2和3两次实验可知，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，同一滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关；
（4）第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以n＝＝＝1，绳子的有效段数为1，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的。
（5）图甲中的绳子段数n＝3，由题知，G物＝6N，F拉＝2.5N，则滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%＝×100%＝×100%＝80%.
故答案为：（1）重力越大；（2）动滑轮的重力；（3）2、3；（4）乙，第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，绳子的有效段数为1；（5）80%。
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
有用功W有/J
绳端的拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率n
1
10
0.1
1
4.2
0.3
1.26
79.4%
2
15
0.1
1.5
6.0
0.3
1.8
83.3%
3
20
0.1
2
7.5
0.3
2.25
88.9%
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η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
实验次数
钩码所受的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
1.0
5
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
序号
重物质量/kg
重物上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
绳端移动距离/cm
机械效率
1
0.1
10
1.1
20
45.5%
2
0.2
10
1.6
20
﹣﹣﹣
3
0.3
10
2.1
20
71.4%
次数
物体重G/N
物体上升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
3
0.1
2
0.2
2
3
0.1
2
0.3
50
次数
物重/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
3.2
0.3

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η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
次数
钩码所收到的重力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η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
钩码
重（N）
弹簧测力计示数（N）
钩码提升的高度（m）
弹簧测力计提升的高度（m）
有用
功（J）
总功
（J）
机械
效率
2
0.5
0.15
0.6
0.3
0.3
100%
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的实数/N
弹簧测力计上升的距离/CM
机械效率
1
2
5
1
15
66.7%
2
3
5
1.2
15
次数
物体的重力G/N
物体提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
4
2
0.1
1.5
0.2
实验次数
钩码重
G/N
钩码上升高度H/cm
拉力
F/N
绳端移动距离S/cm
机械效率
1
0.5
10
30
2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
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η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
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η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5


实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移
动的距
离
S/m
总共W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
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η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
实验次数
钩码所受的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
1.0
5
15
55.6%
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
66.7%
4
2.0
10
1.0
30
66.7%
序号
重物质量/kg
重物上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
绳端移动距离/cm
机械效率
1
0.1
10
1.1
20
45.5%
2
0.2
10
1.6
20
﹣﹣﹣
3
0.3
10
2.1
20
71.4%
次数
物体重G/N
物体上升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
3
0.1
2
0.2
2
3
0.1
2
0.3
50
次数
物重/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
3.2
0.3
62.5%
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η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
次数
钩码所收到的重力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η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
钩码
重（N）
弹簧测力计示数（N）
钩码提升的高度（m）
弹簧测力计提升的高度（m）
有用
功（J）
总功
（J）
机械
效率
2
0.5
0.15
0.6
0.3
0.3
100%
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的实数/N
弹簧测力计上升的距离/CM
机械效率
1
2
5
1
15
66.7%
2
3
5
1.2
15
次数
物体的重力G/N
物体提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
4
2
0.1
1.5
0.2
实验次数
钩码重
G/N
钩码上升高度H/cm
拉力
F/N
绳端移动距离S/cm
机械效率
1
0.5
10
30
2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
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η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
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η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移
动的距
离
S/m
总共W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%