專(zhuān)題11 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率-2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)教材實(shí)驗(yàn)大盤(pán)點(diǎn)（人教版2024）

PAGE1實(shí)驗(yàn)11測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄炕喗M機(jī)械效率的影響因素?！緦?shí)驗(yàn)器材】彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼、滑輪、細(xì)線和鐵架臺(tái)等。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼所受的重力G并填入記錄表；（2）安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端（彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤底部）的位置；（3）緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F，用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將這三個(gè)量填入記錄表；（4）算出有用功W有用、總功W總、機(jī)械效率η并填入記錄表；（5）改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)?！咀⒁馐马?xiàng)】（1）勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，避免突然加速或者減速。（2）正確測(cè)量重物上升的高度和繩端移動(dòng)的距離。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越高；動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低?！镜淅?】某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物理量123鉤碼重G/N446鉤碼上升高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.81.62.4繩端移動(dòng)距離s/m0.30.4機(jī)械效率η74.1%62.5%（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升。（2）通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。（3）通過(guò)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）。（4）小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次試驗(yàn)，表中第3次試驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動(dòng)距離s＝0.3m，機(jī)械效率η＝83.3%。（5）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升。（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第2次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的4倍，由圖示滑輪組可知，實(shí)驗(yàn)使用的是乙圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)。（3）由表中第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低。（4）由表中第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，繩端移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的3倍，第三次實(shí)驗(yàn)使用同樣的裝置，則第3次實(shí)驗(yàn)：繩端移動(dòng)距離s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，機(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈83.3%。（5）由表中第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高。答案：（1）勻速；（2）乙；（3）越低；（4）0.3；83.3%；（5）提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高?！镜淅?】某小組同學(xué)在探究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)時(shí)，提出了一些猜想并對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

（1）如果影響機(jī)械效率的因素有A、B、C多個(gè)，要研究其與B因素的關(guān)系，需要先控制其他幾個(gè)因素不變，而改變B因素，從而進(jìn)行研究。（2）下列A、B是同學(xué)提出的兩個(gè)猜想：猜想一：兩個(gè)相同滑輪組成的滑輪組，其機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān)；猜想二：兩個(gè)相同滑輪組成的滑輪組，其機(jī)械效率與滑輪組提升的物重有關(guān)。為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，同學(xué)們準(zhǔn)備分別按圖1、圖2、圖3和圖4的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證猜想一的小組應(yīng)按圖1、3或2、4所示的兩個(gè)滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑輪組的機(jī)械效率大小相等（相等/不相等），則可初步判斷猜想一是錯(cuò)誤的；驗(yàn)證猜想二的小組應(yīng)按圖1、2或3、4所示的兩個(gè)滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等，則可初步判斷猜想二是正確（正確/錯(cuò)誤）的。（3）請(qǐng)你為該班同學(xué)提出一種提高滑輪組機(jī)械效率的方法：盡量讓滑輪組滿(mǎn)負(fù)荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉(zhuǎn)軸上加潤(rùn)滑油、減輕動(dòng)滑輪的自重等。解：（1）要研究其與B因素的關(guān)系，就要控制其他量即A、C不變，改變B；（2）要探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組細(xì)線的繞法是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同，還要提起相同的物重，所以選擇的是圖1、3或圖2、4；若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率大小相等，說(shuō)明機(jī)械效率與繞線方法無(wú)關(guān)，可初步判斷猜想是錯(cuò)誤的；要探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組提升的物重是否有關(guān)，需要保持除滑輪數(shù)目、規(guī)格相同，還要保持繞線方法相同，所以選擇的是圖1、2或3、4；若實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑輪組的機(jī)械效率大小不相等，說(shuō)明機(jī)械效率與物重有關(guān)，可初步判斷猜想是正確的。（3）要提高機(jī)械效率，要盡量減小額外功、增大有用功，可盡量讓滑輪組滿(mǎn)負(fù)荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉(zhuǎn)軸上加潤(rùn)滑油、減輕動(dòng)滑輪的自重等。答案：（1）B；（2）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正確；（3）盡量讓滑輪組滿(mǎn)負(fù)荷工作（提升可以提升的最大物重）、在轉(zhuǎn)軸上加潤(rùn)滑油、減輕動(dòng)滑輪的自重等?！居?xùn)練1】測(cè)量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為0.6N。（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為0.075J，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%。（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是B。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度解：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。測(cè)力計(jì)分度值為0.1N，第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為0.6N；（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為：W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；第2次做的總功：W總2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝×100%＝62.5%；（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)；（4）A．增大繩重，增大了額外功，有用功與總功的比值變小，機(jī)械效率變??；B．減輕動(dòng)滑輪重，減小了額外功，有用功與總功的比值變大，機(jī)械效率大；C．由（3）知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)，根據(jù)v＝，機(jī)械效率與物體提升的速度無(wú)關(guān)，故選B。答案：（1）勻速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；無(wú)關(guān)；（4）B?！居?xùn)練2】某小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤](méi)有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。（3）用丁圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整。（4）通過(guò)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）（5）通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）（6）通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組機(jī)械效率越高。（不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于拉力大??；（2）在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出了數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)偏小，他的想法是不正確的；（3）丁圖中，繩子的有效段數(shù)為n＝4，繩端移動(dòng)距離s＝nh＝4×0.1m＝0.4m，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝80%；（4）繩端移動(dòng)距離與物體升高的高度的關(guān)系為s＝nh，所以，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)1、2、3中繩子的有效段數(shù)分別為2、3、3；再結(jié)合鉤碼的重力可知，實(shí)驗(yàn)1、2、3分別是用甲、乙、丙裝置做的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)控制變量法，研究同一滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時(shí)，要控制提升物體的重力相同、滑輪個(gè)數(shù)也相同，只改變繩子的有效段數(shù)，所以應(yīng)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；通過(guò)比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)；（5）研究同一滑輪組提升重物時(shí)，機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)，要控制滑輪個(gè)數(shù)相同、繩子的段數(shù)相同，只改變物體的重力，故通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。（6）通過(guò)比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即對(duì)應(yīng)的圖丙、圖丁兩裝置，滑輪組不同，提升的重物相同，動(dòng)滑輪越重機(jī)械效率越小，故可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高。（不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低）答案：（1）勻速；（2）不正確；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高（或不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。1．（2024?綿陽(yáng)中考）某同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)量如圖甲、乙所示的滑輪組的機(jī)械效率，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表：物理量實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3鉤碼所受總重力G/N464鉤碼上升的高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N2.02.81.4繩端移動(dòng)的距離s/m0.30.30.5機(jī)械效率η67%71%？（1）通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)2獲得的數(shù)據(jù)，是使用甲（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置獲得的；（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)，可以得出D；（選填序號(hào)）A.提升相同重量的鉤碼，滑輪組中動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低B.提升相同重量的鉤碼，滑輪組中動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越高C.同一滑輪組的機(jī)械效率隨鉤碼重力的變化而變化，鉤碼重力越大，機(jī)械效率越低D.同一滑輪組的機(jī)械效率隨鉤碼重力的變化而變化，鉤碼重力越大，機(jī)械效率越高（3）實(shí)驗(yàn)3中滑輪組的機(jī)械效率是57%。解：（1）實(shí)驗(yàn)2中，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，s＝3h，即承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，所以使用圖甲做的實(shí)驗(yàn)；（2）由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析：同一滑輪組的機(jī)械效率隨鉤碼重力的變化而變化，鉤碼重力越大，機(jī)械效率越高：故D正確；故選：D。（3）實(shí)驗(yàn)3中，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，s＝5h，即承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝5，第3次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率：η；答案：（1）甲；（2）D；（3）57%。2．（2023?懷化中考）提高機(jī)械效率能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，一組同學(xué)在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。次數(shù)物體的重力G/N提升的高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.3440.21.80.674.1%（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量豎直向上勻速（選填“勻速”或“加速”）拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)的有用功0.4J，機(jī)械效率是74.1%（結(jié)果精確到0.1%）。（3）分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，被提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高（選填“越高”或“越低”或“不變”）；分析比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，拉力大小才等于測(cè)力計(jì)示數(shù)；（2）根據(jù)第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，有用功為：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；總功為：W總＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J；第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：η＝＝≈74.1%；（3）比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升高度相同，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，說(shuō)明使用的是同一滑輪組，但物重不同，且物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用相同的滑輪組提升相同的物體，物體上升的高度不同，機(jī)械效率相同，這說(shuō)明機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)。答案：（1）勻速；（2）0.4；74.1%；（3）越高；無(wú)關(guān)。3．（2023?湘潭中考）用圖所示裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，緩慢豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升的時(shí)間為3s，此過(guò)程中，繩子自由端上升的速度為0.05m/s。（2）第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為0.3J，滑輪組的機(jī)械效率是80%。（3）分析1、2、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。（4）用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是A。A．換用更輕的動(dòng)滑輪B．加快提升物體的速度解：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，緩慢豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升的時(shí)間為3s，此過(guò)程中，繩子自由端上升的速度為：。（2）第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為：W有＝Gh＝6.0N×0.05m＝0.3J；W總＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J；滑輪組的機(jī)械效率為：。（3）分析1、2、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度無(wú)關(guān)。（4）A．換用更輕的動(dòng)滑輪，所做的額外功越少，機(jī)械效率越高，故A符合題意；B．加快提升物體的速度。機(jī)械效率不變，故B不符合題意。故選：A。答案：（1）勻速直線；0.05；（2）0.3；80；（3）大；無(wú)關(guān)；（4）A。4．（2023?棗莊中考）提高機(jī)械效率可以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，對(duì)節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和客觀事實(shí)，對(duì)影響滑輪組機(jī)械效率的因素作出如下猜想：猜想Ⅰ：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度有關(guān)猜想Ⅱ：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)猜想Ⅲ：滑輪組的機(jī)械效率與所提物體的重力有關(guān)根據(jù)猜想，運(yùn)用如圖甲、乙、丙所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實(shí)驗(yàn)是利用了圖丙的裝置完成的，它的機(jī)械效率η＝80%；（3）比較2、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證猜想I是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的；（4）通過(guò)比較1、2（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（5）通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，所以需要?jiǎng)蛩倬徛睦瓌?dòng)測(cè)力計(jì)，方便讀數(shù)。（2）由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動(dòng)的距離為0.1m時(shí)，繩子端移動(dòng)的距離為0.4m，則繩子的股數(shù)為：n＝＝4，即動(dòng)滑輪上有4股繩，所以丙圖符合題意。由表中數(shù)據(jù)可得，有用功為：W有＝G3h3＝4N×0.1m＝0.4J；總功為：W總＝F3S3＝1.25N×0.4m＝0.5J；機(jī)械效率為：η＝＝＝80%；（3）對(duì)比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其它條件不變，只改變物體提升的高度，機(jī)械效率是不變的，所以猜想Ⅰ是錯(cuò)誤的。（4）要想得到同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高的結(jié)論，需要保證滑輪組不變，重物提升的高度也不變，只改變重物的重力，所以表中1、2號(hào)實(shí)驗(yàn)符合條件。（5）對(duì)比2、3次實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，重物的重力不變，提升的高度也不變，但滑輪組中動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)增多了，且動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，機(jī)械效率越低，所以可得結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。答案：（1）勻速；（2）丙；80%；（3）錯(cuò)誤；（4）1、2；（5）越低。5．（2023?綏化中考）如圖所示，在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，利用圖2甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。（鉤碼規(guī)格相同、動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多重力越大）實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N提升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.10.3280.13.20.383.3%380.12.00.580.0%（1）在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）第一次實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.8N，機(jī)械效率是74.1%（精確到0.1%）。（3）由1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越高。（4）由2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低。（5）在第三次實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，如圖2丁所示改變繩端拉力方向，測(cè)得的滑輪組機(jī)械效率將偏低。（選填“偏高”、“偏低”或“不變”）解：（1）實(shí)驗(yàn)中要沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；（2）圖示彈簧測(cè)力計(jì)的1N之間平均分成5等份，所以其分度值為0.2N；指針?biāo)甘镜目潭戎禐?.8N；第一次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈74.1%；（3）由1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越高；（4）比較第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；（5）在丁圖中，若拉力F向右傾斜，則拉力的力臂變小，拉力變大，總功變大，有用功不變，故測(cè)出的機(jī)械效率將偏低。答案：（1）勻速；（2）1.8；74.1%；（3）使用同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越高；（4）2、3；（5）偏低。6．（2022?銅仁中考）課后延時(shí)服務(wù)社團(tuán)活動(dòng)中，“勇創(chuàng)”興趣小組計(jì)劃探究“影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)踐活動(dòng)，提出如下科學(xué)猜想：猜想一：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的重力大小有關(guān)；猜想二：滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的高度有關(guān)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材支架、細(xì)繩、輕質(zhì)滑輪2個(gè)、彈簧測(cè)力計(jì)（量程合適）、規(guī)格2N的鉤碼多個(gè)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。請(qǐng)你協(xié)助“勇創(chuàng)”興趣小組完成實(shí)驗(yàn)。（1）除上述實(shí)驗(yàn)器材，完成該實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量工具是刻度尺。（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：次數(shù)物體重力（N）物體上升的高度（cm）彈簧測(cè)力計(jì)的

示數(shù)（N）繩子自由端移動(dòng)的距離（cm）機(jī)械效率12101.03066.7%24101.730…36102.43083.3%①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為78.4%；②分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論同一滑輪組，物體提升相同高度，物體越重，機(jī)械效率越高；③若要驗(yàn)證猜想二，你的關(guān)鍵操作是控制物體的重力、動(dòng)滑輪的重力都相同，且繞繩方法相同，改變物體被提升的高度。解：（1）根據(jù)η＝＝×100%知實(shí)驗(yàn)中需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力和拉力，用刻度尺測(cè)量繩子自由端和物體上升的高度，因此實(shí)驗(yàn)中還需要刻度尺；（2）①第二次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝×100%＝≈78.4%；②分析表中數(shù)據(jù)可知：同一滑輪組，物體提升相同高度，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；③若要驗(yàn)證猜想二，即驗(yàn)證滑輪組機(jī)械效率可能與被提升物體的高度有關(guān)，需要控制物體的重力、動(dòng)滑輪的重力都相同，且繞繩方法相同，改變物體被提升的高度。答案：（1）刻度尺；（2）①78.4%；②物體越重；③控制物體的重力、動(dòng)滑輪的重力都相同，且繞繩方法相同，改變物體被提升的高度。7．（2022?襄陽(yáng)中考）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η11.0100.63055.6%22.0101.03034.0101.63083.3%（1）實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）第二次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率為66.7%；（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物越重（選填“重”或“輕”），滑輪組的機(jī)械效率越高；（4）小琪同學(xué)在僅改變提升物體速度的情況下，又做了上述第三次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)滑輪組的機(jī)械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）。解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，不計(jì)繩重與摩擦，滑輪組的機(jī)械效率：η2＝＝＝×100%≈66.7%；（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（4）影響機(jī)械效率的只有摩擦力、繩子重力、動(dòng)滑輪重力，僅改變提升物體速度的情況下，又做了上述第三次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)滑輪組的機(jī)械效率不變。答案：（1）勻速；（2）66.7%；（3）重；（4）不變。8．（2022?南通中考）用圖甲滑輪組做“探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框上以改變滑輪的重，每次實(shí)驗(yàn)都勻速拉動(dòng)繩端使物體上升10cm。不計(jì)繩重，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。次數(shù)G物/NG動(dòng)/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.0▲▲36.01.92.969.046.03.23.458.8（1）每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離為30cm；（2）第2次實(shí)驗(yàn)中拉力F的示數(shù)如圖乙，讀數(shù)為2.5N，第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為80%。分析數(shù)據(jù)可知：在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低；（3）實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離，則滑輪組的機(jī)械效率將不變；（4）本實(shí)驗(yàn)中，在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪變重時(shí)，由摩擦引起的額外功占總額外功的比例變?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）。解：（1）從圖中可知n＝3，每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離s＝nh＝3×10cm＝30cm＝0.3m；（2）測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，讀數(shù)為2.5N，第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝＝＝80%。分析數(shù)據(jù)可知：在物重不變的情況下，從實(shí)驗(yàn)1至實(shí)驗(yàn)4，動(dòng)滑輪的重力逐漸變大，滑輪組的機(jī)械效率逐漸變小，故動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低；（3）實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)η＝＝＝＝可知滑輪組的機(jī)械效率將不變；（4）四次實(shí)驗(yàn)中，物體上升的高度h＝10cm＝0.1m，有用功W有用＝Gh＝6.0N×0.1m＝0.6J，第1次實(shí)驗(yàn)中，克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功W動(dòng)1＝G動(dòng)1h＝0.3N×0.1m＝0.03J，總功W總1＝F1s＝2.2N×0.3m＝0.66J，摩擦引起的額外功W摩1＝W總1﹣W有用﹣W動(dòng)1＝0.66J﹣0.6J﹣0.03J＝0.03J，摩擦引起的額外功占總額外功的比例為：＝＝50%；第4次實(shí)驗(yàn)中，克服動(dòng)滑輪的重力所做的額外功W動(dòng)4＝G動(dòng)4h＝3.2N×0.1m＝0.32J，總功W總4＝F4s＝3.4N×0.3m＝1.02J，摩擦引起的額外功W摩4＝W總4﹣W有用﹣W動(dòng)4＝1.02J﹣0.6J﹣0.32J＝0.1J，摩擦引起的額外功占總額外功的比例為：＝≈24%；本實(shí)驗(yàn)中，在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪變重時(shí)，由摩擦引起的額外功占總額外功的比例變小。答案：（1）30；（2）2.5；80；低；（3）不變；（4）變小。9．（2023?長(zhǎng)春模擬）如圖是智慧小組“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）第三次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是74.1%。（3）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。（4）若在第三次實(shí)驗(yàn)中，物體上升的速度為0.1m/s，則拉力F的功率為0.54W（5）創(chuàng)新小組也利用重為1N、2N、4N的物體進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，每次測(cè)得的機(jī)械效率均大于智慧小組的測(cè)量值，則創(chuàng)新小組測(cè)量值偏大的原因可能是C。（填字母）A．測(cè)拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零，指針指在零刻度線下方B．彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)均加速上升C．所使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組解：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，拉力等于測(cè)力計(jì)示數(shù)；（2）第三次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝＝≈74.1%；（3）縱向分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（4）若在第三次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)＝1.8N，物體上升的速度為0.1m/s，則繩子自由端的速度：v＝3×0.1m/s＝0.3m/s，則拉力F的功率為：P＝＝＝Fv＝1.8N×0.3m/s＝0.54W；（5）A．測(cè)拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零，指針指在零刻度線下方，拉力測(cè)量大了，機(jī)械效率變小，不符合題意；B．彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)鉤碼時(shí)均加速上升，拉力變大，機(jī)械效率變小，不符合題意；C．使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組，克服動(dòng)滑輪做的功減小，額外功減小，機(jī)械效率變大，符合題意；故選C。答案：（1）勻速緩慢；（2）74.1%；（3）越大；（4）0.54；（5）C。10．（2024?黃岡模擬）探究小組為探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，數(shù)據(jù)如表所示。次數(shù)鉤碼重力（N）提升高度（cm）有用功（J）拉力（N）總功（J）機(jī)械效率11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.0301.742.5401.02.01.6063%（1）請(qǐng)把表格中三個(gè)未完成的空補(bǔ)充完整。（2）甲同學(xué)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出鉤碼重力逐漸增大，滑輪組機(jī)械效率增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）。請(qǐng)你解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因動(dòng)滑輪重力不變，隨著鉤碼重力增大，有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率變大。（3）乙同學(xué)進(jìn)一步研究，測(cè)出動(dòng)滑輪的質(zhì)量為100g，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出：總功總是大于有用功與克服動(dòng)滑輪重力的功之和，即：W總＞W(wǎng)有+W輪，他猜測(cè)還有繩重、各種摩擦因素影響機(jī)械效率。（答一種因素即可）（4）丙同學(xué)計(jì)算出每一組總功與有用功和克服動(dòng)滑輪重力的功的差值ΔW＝W總﹣W有﹣W輪，通過(guò)比較第1、2和4組的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)重物的重力越大，差值ΔW越大（選“越大”、“越小”或“不變”），請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)對(duì)此作出解釋所掛鉤碼增多，摩擦力增大，額外功增多。解：（1）由表中數(shù)據(jù)，第3次實(shí)驗(yàn)的有用功：W有＝Gh＝2N×0.3m＝0.6J；繩子有效段數(shù)為2，根據(jù)s＝nh，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝2h＝2×0.3m＝0.6m，總功：W總＝Fs＝1.7N×0.6m＝1.02J；機(jī)械效率：η＝＝≈59%；次數(shù)鉤碼重力（N）提升高度（cm）有用功（J）拉力（N）總功（J）機(jī)械效率11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.0300.61.71.0259%42.5401.02.01.6063%（2）縱向比較表中數(shù)據(jù)，鉤碼重力逐漸增大，滑輪組的機(jī)械效率增大；原因：動(dòng)滑輪重力不變，隨著鉤碼重力增大，有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率變大。（3）實(shí)驗(yàn)中，額外功為克服動(dòng)滑輪重力做的功與克服繩重、各種摩擦做的功之和，即繩重、各種摩擦也會(huì)影響機(jī)械效率；（4）在計(jì)算出每一組總功與有用功和克服動(dòng)滑輪重力的功的差值ΔW＝W總﹣W有﹣W輪，即克服繩重和繩子與輪之間的摩擦做的功時(shí)，要控制物體提升的高度相同，故應(yīng)通過(guò)比較第1、2和4組的數(shù)據(jù)；ΔW1＝W總1﹣W有1﹣W輪＝0.88J﹣0.4J﹣G輪h＝0.48J﹣G輪h；ΔW2＝W總2﹣W有2﹣W輪＝1.12J﹣0.6J﹣G輪h＝0.52J﹣G輪h；ΔW3＝W總3﹣W有3﹣W輪＝1.60J﹣1.0J﹣G輪h＝0.6J﹣G輪h；故重物的重力越大，差值ΔW越大，原因是：所掛鉤碼增多，摩擦力增大，額外功增多。答案：（1）如上表所示；（2）增大；動(dòng)滑輪重力不變，隨著鉤碼重力增大，有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率變大；（3）繩重、各種摩擦；（4）4；越大，所掛鉤碼增多，摩擦力增大，額外功增多。11．（2023?邵陽(yáng)模擬）某物理興趣小組在測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量沙和袋所受總重力G并填入表格．②按圖安裝滑輪組，分別記下沙袋和繩端的位置．③勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使沙袋升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出沙袋上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將這三個(gè)量填入表格．④算出有用功W有，總功W總，機(jī)械效率η．⑤改變沙袋中沙子的重量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)．次數(shù)沙和袋所受的總重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η10.60.20.120.30.1866.7%20.90.20.180.40.60.2431.20.20.240.50.60.3080%請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)記錄，思考并回答：（1）在第一次實(shí)驗(yàn)中，粗心的小冬同學(xué)忘記在表格中填寫(xiě)繩端移動(dòng)的距離s，你認(rèn)為s應(yīng)該為0.6m．（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可計(jì)算得出第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)