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6. 如图 9 - 6 - 4 所示，物体重 $ 6 \, \mathrm{N} $。沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，物体上升的高度为 $ 10 \, \mathrm{cm} $，此时弹簧测力计的示数为 $ \mathrm{N} $，滑轮组的机械效率是。
答案
2.4
83.3%
83.3%
解析
【解析】
1. 弹簧测力计的分度值为0.2N，由图可知其示数为2.4N；
2. 由图可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，物体上升高度$h=10\,\mathrm{cm}=0.1\,\mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离$s=3h=3×0.1\,\mathrm{m}=0.3\,\mathrm{m}$；
3. 有用功：$W_{\mathrm{有}}=Gh=6\,\mathrm{N} × 0.1\,\mathrm{m}=0.6\,\mathrm{J}$；
4. 总功：$W_{\mathrm{总}}=Fs=2.4\,\mathrm{N} × 0.3\,\mathrm{m}=0.72\,\mathrm{J}$；
5. 滑轮组的机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}× 100\%=\frac{0.6\,\mathrm{J}}{0.72\,\mathrm{J}}× 100\%\approx 83.3\%$。
【答案】
2.4；83.3%
【知识点】
弹簧测力计读数；滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查弹簧测力计的读数与滑轮组机械效率的计算，需明确有用功、总功的计算方法，注意单位换算。
【难度系数】
0.6
1. 弹簧测力计的分度值为0.2N，由图可知其示数为2.4N；
2. 由图可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，物体上升高度$h=10\,\mathrm{cm}=0.1\,\mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离$s=3h=3×0.1\,\mathrm{m}=0.3\,\mathrm{m}$；
3. 有用功：$W_{\mathrm{有}}=Gh=6\,\mathrm{N} × 0.1\,\mathrm{m}=0.6\,\mathrm{J}$；
4. 总功：$W_{\mathrm{总}}=Fs=2.4\,\mathrm{N} × 0.3\,\mathrm{m}=0.72\,\mathrm{J}$；
5. 滑轮组的机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}× 100\%=\frac{0.6\,\mathrm{J}}{0.72\,\mathrm{J}}× 100\%\approx 83.3\%$。
【答案】
2.4；83.3%
【知识点】
弹簧测力计读数；滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查弹簧测力计的读数与滑轮组机械效率的计算，需明确有用功、总功的计算方法，注意单位换算。
【难度系数】
0.6
7. 物理兴趣小组在“测量滑轮组机械效率”实验中，利用如图 9 - 6 - 5 所示的滑轮组进行了 4 次测量，测得数据如下表所示。
(1)实验中应竖直向上拉动弹簧测力计。
(2)第 4 次实验测得的机械效率为。
(3)比较两次实验可知：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第 3、4 次实验数据可知：同一滑轮组，越大，机械效率越高。
(1)实验中应竖直向上拉动弹簧测力计。
(2)第 4 次实验测得的机械效率为。
(3)比较两次实验可知：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第 3、4 次实验数据可知：同一滑轮组，越大，机械效率越高。
答案
匀速
66.7%
1和2
提升的物重
66.7%
1和2
提升的物重
解析
【解析】
(1) 实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力与相关力平衡，弹簧测力计示数稳定，便于准确读取拉力大小。
(2) 根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入第4次实验数据计算可得机械效率约为66.7%。
(3) 探究同一滑轮组机械效率与提升高度的关系，需控制物重等变量相同、改变提升高度，因此选择第1、2两次实验；对比第3、4次实验数据，提升高度相同，物重不同，物重越大机械效率越高，可知同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越高。
【答案】
(1) 匀速
(2) 66.7%
(3) 1和2；提升的物重
【知识点】
滑轮组机械效率测量、控制变量法、机械效率影响因素
【点评】
本题聚焦滑轮组机械效率的测量实验，涵盖实验操作要点、机械效率计算及影响因素的探究，重点考查控制变量法的应用，是力学实验的常考题型，能强化对机械效率概念的理解。
【难度系数】
0.7
(1) 实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力与相关力平衡，弹簧测力计示数稳定，便于准确读取拉力大小。
(2) 根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入第4次实验数据计算可得机械效率约为66.7%。
(3) 探究同一滑轮组机械效率与提升高度的关系，需控制物重等变量相同、改变提升高度，因此选择第1、2两次实验；对比第3、4次实验数据，提升高度相同，物重不同，物重越大机械效率越高，可知同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越高。
【答案】
(1) 匀速
(2) 66.7%
(3) 1和2；提升的物重
【知识点】
滑轮组机械效率测量、控制变量法、机械效率影响因素
【点评】
本题聚焦滑轮组机械效率的测量实验，涵盖实验操作要点、机械效率计算及影响因素的探究，重点考查控制变量法的应用，是力学实验的常考题型，能强化对机械效率概念的理解。
【难度系数】
0.7
8. 某同学猜想：滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关。他利用如图 9 - 6 - 6 所示的装置进行验证，得到的实验数据如下表。
(1)比较第 1、2 次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，；比较第 2、3 次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，；比较第 1、4 次实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度。
(2)在测拉力时，很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，于是他就让测力计静止时才读数，该读数与实际相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，测得机械效率(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)某次实验中，所用的动滑轮重相同，提升的物体及高度也相同，但测得的机械效率却不同，原因可能是绳子、滑轮或滑轮轴之间的不同，影响了测量结果。所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了它的机械效率。
(1)比较第 1、2 次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，；比较第 2、3 次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，；比较第 1、4 次实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度。
(2)在测拉力时，很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，于是他就让测力计静止时才读数，该读数与实际相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，测得机械效率(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)某次实验中，所用的动滑轮重相同，提升的物体及高度也相同，但测得的机械效率却不同，原因可能是绳子、滑轮或滑轮轴之间的不同，影响了测量结果。所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了它的机械效率。
答案
机械效率越低
机械效率越高
无关
偏小
偏高
摩擦
提高
机械效率越高
无关
偏小
偏高
摩擦
提高
解析
【解析】
(1) 对比第1、2次实验：物重相同，动滑轮个数越多，额外功占总功的比例越大，机械效率越低；对比第2、3次实验：同一滑轮组，提升的物体越重，有用功占总功的比例越大，机械效率越高；对比第1、4次实验：同一滑轮组，物重和动滑轮重相同，物体上升高度不同但机械效率相同，说明机械效率与物体上升高度无关。
(2) 测力计静止时读数，无需克服滑轮组的摩擦，测得的拉力偏小；根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，F偏小会导致总功计算值偏小，机械效率计算值偏高。
(3) 动滑轮重、物重、物体上升高度相同时，绳子、滑轮或轴间的摩擦不同会导致额外功不同，机械效率不同；加润滑油可减小摩擦，减少额外功，从而提高机械效率。
【答案】
(1) 机械效率越低；机械效率越高；无关
(2) 偏小；偏高
(3) 摩擦；提高
【知识点】
滑轮组的机械效率；影响机械效率的因素
【点评】
本题通过控制变量法探究滑轮组机械效率的影响因素，同时考查实验操作误差对测量结果的影响，需理解有用功、额外功与机械效率的关系，掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
(1) 对比第1、2次实验：物重相同，动滑轮个数越多，额外功占总功的比例越大，机械效率越低；对比第2、3次实验：同一滑轮组，提升的物体越重，有用功占总功的比例越大，机械效率越高；对比第1、4次实验：同一滑轮组，物重和动滑轮重相同，物体上升高度不同但机械效率相同，说明机械效率与物体上升高度无关。
(2) 测力计静止时读数，无需克服滑轮组的摩擦，测得的拉力偏小；根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，F偏小会导致总功计算值偏小，机械效率计算值偏高。
(3) 动滑轮重、物重、物体上升高度相同时，绳子、滑轮或轴间的摩擦不同会导致额外功不同，机械效率不同；加润滑油可减小摩擦，减少额外功，从而提高机械效率。
【答案】
(1) 机械效率越低；机械效率越高；无关
(2) 偏小；偏高
(3) 摩擦；提高
【知识点】
滑轮组的机械效率；影响机械效率的因素
【点评】
本题通过控制变量法探究滑轮组机械效率的影响因素，同时考查实验操作误差对测量结果的影响，需理解有用功、额外功与机械效率的关系，掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
