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9. 如图 9 - 6 - 7 所示，是测量滑轮组机械效率的实验装置。
（1）用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为 $ 5 \, \mathrm{N} $ 的钩码，由图示可知拉力大小为 $ \mathrm{N} $，将弹簧测力计向上移动 $ 12 \, \mathrm{cm} $，则钩码上升的高度为 $ \mathrm{cm} $，该滑轮组的机械效率是（结果保留到 $ 0.1\% $）。
（2）提高机械效率的主要办法是改进结构，减少额外功。若图中动滑轮的重为 $ G_{1} $，用它提升一重物，滑轮组的机械效率为 $ 75\% $；改用一个轻质材料制作的重为 $ G_{2} $ 的动滑轮后，再提升同一重物，滑轮组的机械效率提高到了 $ 90\% $，则 $ G_{2} $ 与 $ G_{1} $ 之比为（不计绳重及各处的摩擦）。
（1）用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为 $ 5 \, \mathrm{N} $ 的钩码，由图示可知拉力大小为 $ \mathrm{N} $，将弹簧测力计向上移动 $ 12 \, \mathrm{cm} $，则钩码上升的高度为 $ \mathrm{cm} $，该滑轮组的机械效率是（结果保留到 $ 0.1\% $）。
（2）提高机械效率的主要办法是改进结构，减少额外功。若图中动滑轮的重为 $ G_{1} $，用它提升一重物，滑轮组的机械效率为 $ 75\% $；改用一个轻质材料制作的重为 $ G_{2} $ 的动滑轮后，再提升同一重物，滑轮组的机械效率提高到了 $ 90\% $，则 $ G_{2} $ 与 $ G_{1} $ 之比为（不计绳重及各处的摩擦）。
答案
2.4
4
69.4%
1:3
4
69.4%
1:3
解析
【解析】
（1）由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，示数为2.4N；
滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，根据$s=nh$，可得钩码上升高度$h=\frac{s}{n}=\frac{12\,\mathrm{cm}}{3}=4\,\mathrm{cm}$；
机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{5\,\mathrm{N}×0.04\,\mathrm{m}}{2.4\,\mathrm{N}×0.12\,\mathrm{m}}×100\%\approx69.4\%$。
（2）不计绳重及摩擦，滑轮组机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}×100\%$，
第一次：$\eta_1=\frac{G}{G+G_1}=75\%$，解得$G=3G_1$；
第二次：$\eta_2=\frac{G}{G+G_2}=90\%$，将$G=3G_1$代入得$\frac{3G_1}{3G_1+G_2}=90\%$，解得$G_2=\frac{1}{3}G_1$，故$G_2:G_1=1:3$。
【答案】
（1）2.4；4；69.4%
（2）1:3
【知识点】
滑轮组机械效率计算；弹簧测力计读数；机械效率的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的计算及影响因素，需熟练掌握机械效率公式及滑轮组的特点，注意不计绳重及摩擦时机械效率公式的推导应用。
【难度系数】
0.6
（1）由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，示数为2.4N；
滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，根据$s=nh$，可得钩码上升高度$h=\frac{s}{n}=\frac{12\,\mathrm{cm}}{3}=4\,\mathrm{cm}$；
机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{5\,\mathrm{N}×0.04\,\mathrm{m}}{2.4\,\mathrm{N}×0.12\,\mathrm{m}}×100\%\approx69.4\%$。
（2）不计绳重及摩擦，滑轮组机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}×100\%$，
第一次：$\eta_1=\frac{G}{G+G_1}=75\%$，解得$G=3G_1$；
第二次：$\eta_2=\frac{G}{G+G_2}=90\%$，将$G=3G_1$代入得$\frac{3G_1}{3G_1+G_2}=90\%$，解得$G_2=\frac{1}{3}G_1$，故$G_2:G_1=1:3$。
【答案】
（1）2.4；4；69.4%
（2）1:3
【知识点】
滑轮组机械效率计算；弹簧测力计读数；机械效率的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的计算及影响因素，需熟练掌握机械效率公式及滑轮组的特点，注意不计绳重及摩擦时机械效率公式的推导应用。
【难度系数】
0.6
10. 在“探究有哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图 9 - 6 - 8 所示装置测得四组数据，如下表所示。
(1)第次实验数据明显出现错误，应记为。
(2)第 4 次实验中有用功是 $ \mathrm{J} $，总功是 $ \mathrm{J} $，滑轮组的机械效率为。
(3)根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与是否有关。
(4)改变图中的绕绳方法，滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)第次实验数据明显出现错误，应记为。
(2)第 4 次实验中有用功是 $ \mathrm{J} $，总功是 $ \mathrm{J} $，滑轮组的机械效率为。
(3)根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与是否有关。
(4)改变图中的绕绳方法，滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
3
24 cm
0.3
0.36
83.3%
物体上升高度
不变
24 cm
0.3
0.36
83.3%
物体上升高度
不变
解析
【解析】
(1) 由滑轮组的绕线可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，自由端移动距离$ s=nh $。第3次实验中物体上升高度$ h=8\mathrm{cm} $，则$ s=3×8\mathrm{cm}=24\mathrm{cm} $，表格中该次的$ s $数据错误，故第3次实验数据明显错误，应记为24 cm。
(2) 第4次实验中，有用功$ W_{\mathrm{有}}=Gh=1\mathrm{N}×0.3\mathrm{m}=0.3\mathrm{J} $；总功$ W_{\mathrm{总}}=Fs=0.4\mathrm{N}×0.9\mathrm{m}=0.36\mathrm{J} $；机械效率$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{0.3\mathrm{J}}{0.36\mathrm{J}}×100\%\approx83.3\% $。
(3) 分析四次实验数据可知，物体重力、动滑轮重力均相同，只有物体上升的高度不同，因此实验目的是探究滑轮组的机械效率与物体上升高度是否有关。
(4) 改变绕绳方法时，动滑轮的重力和所提升物体的重力均不变，有用功和额外功的比值不变，故滑轮组的机械效率不变。
【答案】
(1) 3；24 cm
(2) 0.3；0.36；83.3%
(3) 物体上升高度
(4) 不变
【知识点】
滑轮组机械效率计算；影响机械效率的因素；有用功与总功
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的探究实验展开，考查了实验数据的纠错、机械效率的计算以及实验目的分析，同时明确了绕绳方式不影响滑轮组机械效率这一结论，注重对实验探究能力和公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
(1) 由滑轮组的绕线可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，自由端移动距离$ s=nh $。第3次实验中物体上升高度$ h=8\mathrm{cm} $，则$ s=3×8\mathrm{cm}=24\mathrm{cm} $，表格中该次的$ s $数据错误，故第3次实验数据明显错误，应记为24 cm。
(2) 第4次实验中，有用功$ W_{\mathrm{有}}=Gh=1\mathrm{N}×0.3\mathrm{m}=0.3\mathrm{J} $；总功$ W_{\mathrm{总}}=Fs=0.4\mathrm{N}×0.9\mathrm{m}=0.36\mathrm{J} $；机械效率$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{0.3\mathrm{J}}{0.36\mathrm{J}}×100\%\approx83.3\% $。
(3) 分析四次实验数据可知，物体重力、动滑轮重力均相同，只有物体上升的高度不同，因此实验目的是探究滑轮组的机械效率与物体上升高度是否有关。
(4) 改变绕绳方法时，动滑轮的重力和所提升物体的重力均不变，有用功和额外功的比值不变，故滑轮组的机械效率不变。
【答案】
(1) 3；24 cm
(2) 0.3；0.36；83.3%
(3) 物体上升高度
(4) 不变
【知识点】
滑轮组机械效率计算；影响机械效率的因素；有用功与总功
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的探究实验展开，考查了实验数据的纠错、机械效率的计算以及实验目的分析，同时明确了绕绳方式不影响滑轮组机械效率这一结论，注重对实验探究能力和公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
