1. 小明测滑轮组机械效率的实验过程如图11-5-13所示。

(1)依据的实验原理是，其中$W_{有用}=$，$W_{总}=$。
(2)实验中，小明应向上缓慢拉动弹簧测力计。
(3)所获得的测量数据如图所示。由图知：$G=$，$h=$，$F=$，$s=$。
(4)根据上面的实验数据，可计算出该滑轮组的机械效率为。（结果精确到0.1%）
(5)如果不测量距离，能测量出机械效率吗？，表达式为。
(6)若在测力计静止时读取数据，这样得出的机械效率与实际值相比（选填“偏小”“偏大”或“相等”），理由：。

1.(1)$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$ $Gh$ $Fs$
(2)竖直 匀速
(3)$2\ \mathrm{N}$ $10.0\ \mathrm{cm}$ $0.8\ \mathrm{N}$ $30.0\ \mathrm{cm}$
(4)$83.3\%$
(5)能 $\eta=\frac{G}{nF}×100\%$
(6)偏大 静止时绳子自由端的拉力会比匀速拉动时小

【分析】
本题考查滑轮组机械效率的实验探究，需明确实验原理、操作要求、数据读取方法及误差分析。首先，实验原理是机械效率的定义式，有用功为提升物体做的功，总功为拉力做的功；实验中需竖直匀速拉动弹簧测力计，保证拉力稳定；读取数据时要注意弹簧测力计和刻度尺的分度值，确定物体上升高度和绳子自由端移动距离；计算机械效率时利用公式，不测量距离时可结合滑轮组绳子段数推导表达式；静止时读拉力会因未克服摩擦力导致拉力偏小，影响机械效率计算。
【解析】
(1) 滑轮组机械效率的实验原理是机械效率的定义式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；有用功是克服物体重力做的功，即$W_{有用}=Gh$；总功是拉力做的功，即$W_{总}=Fs$。
(2) 实验中，为保证拉力大小稳定，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时拉力与测力计示数平衡，测量准确。
(3) 由图甲，弹簧测力计分度值为0.2N，示数即物体重力$G=2\ \mathrm{N}$；图乙中物体在30.0cm处，图丙中物体在40.0cm处，故物体上升高度$h=40.0\ \mathrm{cm}-30.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$；图丙中弹簧测力计分度值0.2N，示数$F=0.8\ \mathrm{N}$；图乙中绳子自由端在50.0cm处，图丙中在80.0cm处，故绳子自由端移动距离$s=80.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=30.0\ \mathrm{cm}$。
(4) 机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{2\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}}{0.8\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}}×100\%≈83.3\%$。
(5) 滑轮组中绳子自由端移动距离$s=nh$（本题$n=3$），代入机械效率公式可得$\eta=\frac{Gh}{F·nh}=\frac{G}{3F}×100\%$，因此不测量距离也能计算机械效率，表达式为$\eta=\frac{G}{3F}×100\%$。
(6) 测力计静止时读取数据，绳子与滑轮间的摩擦力未被克服，测得的拉力$F$比匀速拉动时小，总功$Fs$偏小，有用功$Gh$不变，故机械效率计算值偏大。
【答案】
(1) $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；$Gh$；$Fs$
(2) 竖直；匀速
(3) $2\ \mathrm{N}$；$10.0\ \mathrm{cm}$；$0.8\ \mathrm{N}$；$30.0\ \mathrm{cm}$
(4) $83.3\%$
(5) 能；$\eta=\frac{G}{3F}×100\%$
(6) 偏大；静止时绳子自由端的拉力会比匀速拉动时小
【知识点】
滑轮组机械效率；功的计算；仪器读数
【点评】
本题是滑轮组机械效率的经典实验题，全面考查实验原理、操作规范、数据处理、表达式推导及误差分析，是力学实验核心考点，需熟练掌握各环节要点。
【难度系数】
0.6

2. 某实验小组在“测滑轮组机械效率”实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图11-5-14所示。

(1)通过表中数据可分析出实验1是用图装置做的实验，实验2是用图装置做的实验。(均选填“甲”或“乙”)
(2)请在表中空白处填上恰当的数据。(结果精确到1%)
(3)通过对实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率。
(4)通过对实验1和实验3的数据分析可得出结论:使用同一滑轮组,,可以提高滑轮组的机械效率。

2.(1)甲 乙
(2)57% 83%
(3)越低
(4)增大提升的物重

【分析】
要解决本题，需结合滑轮组机械效率的公式及影响因素分析：
1. 判断实验装置：甲、乙滑轮组的动滑轮数量不同，动滑轮越重，额外功越多，机械效率越低，结合实验1和2的机械效率差异对应装置；
2. 计算机械效率：利用公式η=W有/W总=Gh/(Fs)=G/(nF)（s=nh，n为承担物重的绳子段数），代入对应数据计算；
3. 推导实验结论：对比实验变量（动滑轮重力、提升物重），结合机械效率变化得出结论。
【解析】
(1) 甲装置动滑轮数量少，乙装置动滑轮数量多。提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低。实验1机械效率低于实验2，结合装置对应关系，可知实验1用甲装置，实验2用乙装置；
(2) 根据机械效率公式η=Gh/(Fs)，代入实验1数据计算得η≈57%；代入实验3数据计算得η≈83%；
(3) 实验1和2提升相同重物，动滑轮更重的实验1机械效率更低，故结论：使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；
(4) 实验1和3用同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越高，故结论：使用同一滑轮组，增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。
【答案】
(1) 甲；乙
(2) 57%；83%
(3) 越低
(4) 增大提升的物重
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率计算、影响机械效率的因素
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率展开，考查机械效率计算、装置判断及实验结论分析，需掌握机械效率公式及影响因素，结合实验数据推导，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5

3. (2023连云港期末)一个滑轮组经改进后，用它把同一物体匀速提升同样的高度，机械效率提高了。改进后与改进前相比 （）

A.额外功不变，有用功增加了
B.有用功不变，额外功减少了
C.总功不变，有用功增加了
D.总功不变，额外功减少了

3.B

【分析】
首先明确滑轮组提升物体时，有用功是对物体做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；总功是拉力做的功，$W_{总}=Fs$；机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。题目中是同一物体匀速提升相同高度，先判断有用功的变化，再结合机械效率的变化分析总功和额外功的关系，进而确定各选项的正误。
【解析】
把同一物体匀速提升同样的高度，根据有用功公式$W_{有用}=Gh$，物重$G$和提升高度$h$均不变，因此有用功不变，排除A、C选项；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，已知机械效率提高，而$W_{有用}$不变，说明总功$W_{总}$减小；又因为总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，所以额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}$，$W_{总}$减小、$W_{有用}$不变，故额外功减少，排除D选项，因此选B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组机械效率、有用功与额外功
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的相关知识，核心是掌握有用功、额外功、总功的关系及机械效率的计算公式，通过已知条件逐步推导各物理量的变化，属于基础题型，需准确区分各功的概念。
【难度系数】
0.6

4.（2025宿迁沭阳校级月考）下列方法不能提高滑轮组机械效率的是（）

A.增加提升物体的高度
B.减小滑轮自重
C.给滑轮加润滑油
D.增大所提升物体的重力

4.A

【分析】
要解决本题，需先明确滑轮组机械效率的核心公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，其中有用功$W_{有用}=Gh$（$G$为物重，$h$为提升高度），总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，额外功主要来自滑轮自重、摩擦等。接下来逐一分析选项对机械效率的影响：
1. 选项A：提升高度$h$会在公式分子分母中约去，机械效率与提升高度无关，无法提高效率；
2. 选项B：减小滑轮自重，可减少克服滑轮自重的额外功，总功降低，效率提高；
3. 选项C：加润滑油能减小摩擦，减少额外功，总功降低，效率提高；
4. 选项D：增大物重，有用功在总功中的占比增大，效率提高。
【解析】
滑轮组机械效率公式可推导为：$\eta=\frac{G}{G+G_{动}+\frac{W_{摩擦}}{h}}$，由此可知：
A选项：增加提升物体高度$h$，$h$在公式中被约去，机械效率不变，不能提高效率；
B选项：减小滑轮自重$G_{动}$，额外功减少，总功减小，机械效率提高；
C选项：加润滑油减小摩擦，额外功减少，总功减小，机械效率提高；
D选项：增大物重$G$，有用功占总功的比例增大，机械效率提高。
综上，不能提高滑轮组机械效率的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的影响因素，需牢记机械效率的计算公式，理解各物理量对效率的作用，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】
0.7

5. (2025无锡惠山区三模)小明分别用如图11-5-15所示甲、乙两个滑轮组匀速提升物体A、B(不计绳重及摩擦)。若每个滑轮的质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）

A.若只增大匀速提升物体A的速度，甲的机械效率增大

B.若$G_A=G_B$，甲更省力
C.若$G_A＞G_B$，甲的机械效率更大
D.若物体升高相同高度，乙的额外功少

5.C

【分析】
要解决本题，需掌握滑轮组的省力公式、机械效率公式及额外功的计算：不计绳重及摩擦时，滑轮组拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$（$n$为承担物重的绳子段数，$G_{动}$为动滑轮总重），机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，额外功$W_{额}=G_{动}h$。首先确定甲、乙滑轮组的动滑轮数量和绳子段数：两者均为1个动滑轮，承担物重的绳子段数$n=2$，动滑轮重力$G_{动}$相同。再逐一分析各选项的正误。
【解析】
不计绳重及摩擦，甲、乙滑轮组的$n=2$，$G_{动}$相同：
选项A：机械效率$\eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，仅与物重和动滑轮重有关，与提升速度无关，增大提升A的速度，甲的机械效率不变，A错误；
选项B：拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}$，若$G_A=G_B$，则$F_甲=F_乙$，两者省力程度相同，B错误；
选项C：机械效率$\eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，当$G_A＞G_B$时，甲的物重更大，$G_{动}$相同，因此甲的机械效率更大，C正确；
选项D：额外功$W_{额}=G_{动}h$，物体升高相同高度$h$，$G_{动}$相同，故甲、乙的额外功相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、滑轮组省力计算
【点评】
本题考查滑轮组的省力、机械效率及额外功的判断，核心是明确不计绳重及摩擦时机械效率与物重的关系，额外功由动滑轮重和提升高度决定，需准确分析各物理量的变化对结果的影响，难度适中。
【难度系数】
0.5