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实验二 测量滑轮组的机械效率
1. 实验原理：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。
2. 实验器材：铁架台、滑轮组、钩码、细线、
3. 待测物理量：绳子自由端的拉力$F$、绳子自由端移动的距离$s$、钩码的重力$G$、钩码上升的高度$h$。
4. 实验步骤
(1)组装滑轮组。
(2)用弹簧测力计拉住绳子自由端，并竖直向上匀速拉动，使钩码上升，将钩码重力$G$、拉力$F$、钩码上升的高度$h$及绳子自由端移动的距离$s$，记录到表格中。
(3)改变钩码个数、换用不同的滑轮组，重复上述步骤。
(4)分别计算出各次滑轮组机械效率的值。
5. 实验结论：①用同一滑轮组提升不同的重物，重物越重，机械效率越
6. 评估交流
(1)在实验中，如果没有刻度尺，能否测出滑轮组的机械效率？为什么？
(2)根据实验探究思考，你认为提高机械效率应采取的方法有哪些？
1. 实验原理：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。
2. 实验器材：铁架台、滑轮组、钩码、细线、
弹簧测力计
、刻度尺
。3. 待测物理量：绳子自由端的拉力$F$、绳子自由端移动的距离$s$、钩码的重力$G$、钩码上升的高度$h$。
4. 实验步骤
(1)组装滑轮组。
(2)用弹簧测力计拉住绳子自由端，并竖直向上匀速拉动，使钩码上升，将钩码重力$G$、拉力$F$、钩码上升的高度$h$及绳子自由端移动的距离$s$，记录到表格中。
(3)改变钩码个数、换用不同的滑轮组，重复上述步骤。
(4)分别计算出各次滑轮组机械效率的值。
5. 实验结论：①用同一滑轮组提升不同的重物，重物越重，机械效率越
高
；②用不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，机械效率越低；③用同一滑轮组提升相同的重物，机械效率与绳的绕法无关。6. 评估交流
(1)在实验中，如果没有刻度尺，能否测出滑轮组的机械效率？为什么？
能；因为 $\eta=\frac{Gh}{Fs}$，且 $s = nh$，故$\eta=\frac{G}{nF}$
。(2)根据实验探究思考，你认为提高机械效率应采取的方法有哪些？
适当增加物重、减轻机械重、加润滑油等
。答案
2. 弹簧测力计、刻度尺
5. 高
6. (1)能；因为 $\eta=\frac{Gh}{Fs}$，且 $s = nh$，故$\eta=\frac{G}{nF}$
(2)适当增加物重、减轻机械重、加润滑油等
5. 高
6. (1)能；因为 $\eta=\frac{Gh}{Fs}$，且 $s = nh$，故$\eta=\frac{G}{nF}$
(2)适当增加物重、减轻机械重、加润滑油等
解析
【分析】
本题围绕测量滑轮组机械效率的实验展开，需结合实验原理、器材要求、机械效率的影响因素等知识点解题：
1. 实验器材：根据实验原理$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，需测量拉力$F$（用弹簧测力计）和距离$s$、$h$（用刻度尺），因此补充对应器材。
2. 实验结论：同一滑轮组提升重物时，重物越重，有用功占总功的比例越大，机械效率越高。
3. 评估交流（1）：利用滑轮组$s=nh$的关系，可将机械效率公式中的$h$约去，无需刻度尺即可计算。
4. 评估交流（2）：结合实验结论，从增加有用功、减小额外功的角度推导提高机械效率的方法。
【解析】
1. 实验器材：测量滑轮组机械效率时，需要用弹簧测力计测绳子自由端的拉力，用刻度尺测钩码上升高度和绳子自由端移动距离，故补充器材为弹簧测力计、刻度尺。
2. 实验结论：同一滑轮组提升不同重物，重物越重，有用功在总功中的占比越大，机械效率越高，故填“高”。
3. 评估交流（1）：能测出滑轮组的机械效率。因为机械效率公式$\eta=\frac{Gh}{Fs}$，而滑轮组中绳子自由端移动距离$s=nh$（$n$为承担物重的绳子段数），代入后$h$可约去，得$\eta=\frac{G}{nF}$，无需刻度尺，只需测$G$和$F$、确定$n$即可计算。
4. 评估交流（2）：根据实验结论，提高机械效率的方法有：适当增加提升的物重（增大有用功占比）、减轻机械自身的重力（减小动滑轮等的额外功）、给滑轮加润滑油减小摩擦（减小额外功）等。
【答案】
2. 弹簧测力计、刻度尺
5. 高
6. (1) 能；因为$\eta=\frac{Gh}{Fs}$，且$s = nh$，故$\eta=\frac{G}{nF}$
(2) 适当增加物重、减轻机械重、加润滑油等
【知识点】
测量滑轮组机械效率、滑轮组机械效率的影响因素、机械效率的计算
【点评】
本题是测量滑轮组机械效率的基础实验题，全面考查实验器材、实验结论、实验评估等内容，需熟练掌握机械效率的原理和相关推导，难度适中，适合学生巩固实验知识点。
【难度系数】
0.5
本题围绕测量滑轮组机械效率的实验展开，需结合实验原理、器材要求、机械效率的影响因素等知识点解题：
1. 实验器材：根据实验原理$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，需测量拉力$F$（用弹簧测力计）和距离$s$、$h$（用刻度尺），因此补充对应器材。
2. 实验结论：同一滑轮组提升重物时，重物越重，有用功占总功的比例越大，机械效率越高。
3. 评估交流（1）：利用滑轮组$s=nh$的关系，可将机械效率公式中的$h$约去，无需刻度尺即可计算。
4. 评估交流（2）：结合实验结论，从增加有用功、减小额外功的角度推导提高机械效率的方法。
【解析】
1. 实验器材：测量滑轮组机械效率时，需要用弹簧测力计测绳子自由端的拉力，用刻度尺测钩码上升高度和绳子自由端移动距离，故补充器材为弹簧测力计、刻度尺。
2. 实验结论：同一滑轮组提升不同重物，重物越重，有用功在总功中的占比越大，机械效率越高，故填“高”。
3. 评估交流（1）：能测出滑轮组的机械效率。因为机械效率公式$\eta=\frac{Gh}{Fs}$，而滑轮组中绳子自由端移动距离$s=nh$（$n$为承担物重的绳子段数），代入后$h$可约去，得$\eta=\frac{G}{nF}$，无需刻度尺，只需测$G$和$F$、确定$n$即可计算。
4. 评估交流（2）：根据实验结论，提高机械效率的方法有：适当增加提升的物重（增大有用功占比）、减轻机械自身的重力（减小动滑轮等的额外功）、给滑轮加润滑油减小摩擦（减小额外功）等。
【答案】
2. 弹簧测力计、刻度尺
5. 高
6. (1) 能；因为$\eta=\frac{Gh}{Fs}$，且$s = nh$，故$\eta=\frac{G}{nF}$
(2) 适当增加物重、减轻机械重、加润滑油等
【知识点】
测量滑轮组机械效率、滑轮组机械效率的影响因素、机械效率的计算
【点评】
本题是测量滑轮组机械效率的基础实验题，全面考查实验器材、实验结论、实验评估等内容，需熟练掌握机械效率的原理和相关推导，难度适中，适合学生巩固实验知识点。
【难度系数】
0.5
1.（2025常州）花生大丰收，小明用手剥壳，手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”，用手对上面硬棒施加压力，即可压碎花生壳。图11-T-6中最省力的是（
A
）答案
1.A
解析
【分析】
要判断最省力的“碎壳神器”，需依据杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）：在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，越省力。首先确定各选项杠杆的支点：A、B的支点为O点，C、D的支点为左侧的圆；再对比动力臂（手施加力的作用点到支点的距离）和阻力臂（花生壳阻力作用点到支点的距离），分析哪个选项动力臂最长、最省力。
【解析】
根据杠杆平衡原理$F_1L_1=F_2L_2$，当阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时，动力臂$L_1$越大，动力$F_1$越小，越省力：
1. 选项A：支点为O，手的作用点到O的距离（动力臂）最长，花生壳阻力作用点到O的距离（阻力臂）相对较短，因此动力最小，最省力；
2. 选项B：手的作用点到O的距离比A小，动力臂更短，动力更大，较费力；
3. 选项C、D：支点变为左侧的圆，手的作用点到该支点的距离（动力臂）远小于A的动力臂，动力更大，不如A省力。
综上，最省力的是A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆
【点评】
本题结合实际生活场景考查杠杆平衡条件的应用，核心是找准支点，对比动力臂与阻力臂的大小关系判断省力情况，需注意不同选项支点变化对力臂的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
要判断最省力的“碎壳神器”，需依据杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）：在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，越省力。首先确定各选项杠杆的支点：A、B的支点为O点，C、D的支点为左侧的圆；再对比动力臂（手施加力的作用点到支点的距离）和阻力臂（花生壳阻力作用点到支点的距离），分析哪个选项动力臂最长、最省力。
【解析】
根据杠杆平衡原理$F_1L_1=F_2L_2$，当阻力$F_2$和阻力臂$L_2$一定时，动力臂$L_1$越大，动力$F_1$越小，越省力：
1. 选项A：支点为O，手的作用点到O的距离（动力臂）最长，花生壳阻力作用点到O的距离（阻力臂）相对较短，因此动力最小，最省力；
2. 选项B：手的作用点到O的距离比A小，动力臂更短，动力更大，较费力；
3. 选项C、D：支点变为左侧的圆，手的作用点到该支点的距离（动力臂）远小于A的动力臂，动力更大，不如A省力。
综上，最省力的是A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆
【点评】
本题结合实际生活场景考查杠杆平衡条件的应用，核心是找准支点，对比动力臂与阻力臂的大小关系判断省力情况，需注意不同选项支点变化对力臂的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
2. (2025扬州)如图11-T-7所示，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是（
A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加物重，动滑轮的机械效率变大
D
）A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加物重，动滑轮的机械效率变大
答案
2.D
解析
【分析】
本题考查动滑轮的特点、有用功与额外功、机械效率的相关知识。解题思路是：先明确动滑轮的工作规律（省力费距离，绳子自由端移动距离是重物移动距离的2倍），区分有用功、额外功的定义，再结合机械效率的影响因素，逐一分析各选项的正误，选出正确答案。
【解析】
选项A：有用功是对人们有用的功，用动滑轮提升重物时，克服重物重力做的功是有用功，克服动滑轮重力及摩擦做的功是额外功，故A错误。
选项B：动滑轮的特点是绳子自由端（人手端）移动的距离$s=2h$（$h$为重物移动的距离），因此人手移动的距离是重物移动距离的2倍，二者不相等，故B错误。
选项C：速度$v=\frac{s}{t}$，人手移动距离是重物的2倍，时间相同，因此人手移动的速度是重物移动速度的2倍，二者不相等，故C错误。
选项D：动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当增加物重$G_{物}$时，动滑轮重力$G_{动}$不变，$\frac{G_{动}}{G_{物}}$减小，机械效率$\eta$变大，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮、机械效率、有用功与额外功
【点评】
本题为初中物理基础题型，需准确掌握动滑轮的距离/速度关系，区分有用功与额外功，理解机械效率随物重变化的规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查动滑轮的特点、有用功与额外功、机械效率的相关知识。解题思路是：先明确动滑轮的工作规律（省力费距离，绳子自由端移动距离是重物移动距离的2倍），区分有用功、额外功的定义，再结合机械效率的影响因素，逐一分析各选项的正误，选出正确答案。
【解析】
选项A：有用功是对人们有用的功，用动滑轮提升重物时，克服重物重力做的功是有用功，克服动滑轮重力及摩擦做的功是额外功，故A错误。
选项B：动滑轮的特点是绳子自由端（人手端）移动的距离$s=2h$（$h$为重物移动的距离），因此人手移动的距离是重物移动距离的2倍，二者不相等，故B错误。
选项C：速度$v=\frac{s}{t}$，人手移动距离是重物的2倍，时间相同，因此人手移动的速度是重物移动速度的2倍，二者不相等，故C错误。
选项D：动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当增加物重$G_{物}$时，动滑轮重力$G_{动}$不变，$\frac{G_{动}}{G_{物}}$减小，机械效率$\eta$变大，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮、机械效率、有用功与额外功
【点评】
本题为初中物理基础题型，需准确掌握动滑轮的距离/速度关系，区分有用功与额外功，理解机械效率随物重变化的规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
