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15. 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
(1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上
(2)第三次实验中，绳端移动的距离为
(3)分析实验数据发现，同一滑轮组提升重物的重力变大时，滑轮组的机械效率将
(4)分析实验数据，使用的动滑轮所受的重力可能是
A. 1.35N
B. 1.45N
C. 1.55N
D. 1.65N
(1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上
匀速
拉动弹簧测力计。(2)第三次实验中，绳端移动的距离为
0.45
m，滑轮组的机械效率为$ 80\% $
。(3)分析实验数据发现，同一滑轮组提升重物的重力变大时，滑轮组的机械效率将
变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)。(4)分析实验数据，使用的动滑轮所受的重力可能是
A
(填序号)。A. 1.35N
B. 1.45N
C. 1.55N
D. 1.65N
答案
15. (1)匀速 (2)0.45 $ 80\% $ (3)变大 (4)A
解析
【分析】
1. 第(1)问：为使弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，需让重物做匀速直线运动，此时拉力与阻力平衡，因此应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
2. 第(2)问：由实验装置可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，根据绳端移动距离公式$s=nh$，代入第三次实验的钩码上升高度可算出绳端移动距离；再利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入对应数据即可求出机械效率。
3. 第(3)问：同一滑轮组的动滑轮重力不变，提升的物重越大，有用功在总功中的占比越高，额外功的占比越低，因此滑轮组的机械效率会变大。
4. 第(4)问：忽略绳重和摩擦时，根据机械效率公式变形可得$G_{动}=G(\frac{1}{\eta}-1)$，选取实验数据代入计算，对比选项即可得出结果。
【解析】
(1) 实验中，使用滑轮组提升重物时，为使弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时重物做匀速直线运动，拉力与阻力平衡。
(2) 由实验装置可知，滑轮组承担物重的绳子段数$ n=3 $，第三次实验中钩码上升高度$ h=0.15m $，则绳端移动距离：
$ s=nh=3×0.15m=0.45m $；
机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{4N×0.15m}{1.67N×0.45m}×100\%≈80\% $。
(3) 分析实验数据可知，同一滑轮组提升重物的重力变大时，有用功在总功中的比例升高，滑轮组的机械效率将变大。
(4) 忽略绳重和摩擦时，由$ \eta=\frac{G}{G+G_{动}} $变形得$ G_{动}=G(\frac{1}{\eta}-1) $，选取第一次实验数据（如$ G=2N $，$ \eta=60\% $）代入：
$ G_{动}=2N×(\frac{1}{0.6}-1)≈1.33N $，与选项A的1.35N最接近，故选A。
【答案】
(1) 匀速
(2) 0.45；80%
(3) 变大
(4) A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率影响因素；滑轮组绳端距离计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的测量实验，涵盖实验操作要求、机械效率计算、影响因素分析及动滑轮重力估算，需熟练掌握滑轮组的工作特点和机械效率公式的应用，注重对实验数据的分析与归纳。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：为使弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，需让重物做匀速直线运动，此时拉力与阻力平衡，因此应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
2. 第(2)问：由实验装置可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，根据绳端移动距离公式$s=nh$，代入第三次实验的钩码上升高度可算出绳端移动距离；再利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入对应数据即可求出机械效率。
3. 第(3)问：同一滑轮组的动滑轮重力不变，提升的物重越大，有用功在总功中的占比越高，额外功的占比越低，因此滑轮组的机械效率会变大。
4. 第(4)问：忽略绳重和摩擦时，根据机械效率公式变形可得$G_{动}=G(\frac{1}{\eta}-1)$，选取实验数据代入计算，对比选项即可得出结果。
【解析】
(1) 实验中，使用滑轮组提升重物时，为使弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时重物做匀速直线运动，拉力与阻力平衡。
(2) 由实验装置可知，滑轮组承担物重的绳子段数$ n=3 $，第三次实验中钩码上升高度$ h=0.15m $，则绳端移动距离：
$ s=nh=3×0.15m=0.45m $；
机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{4N×0.15m}{1.67N×0.45m}×100\%≈80\% $。
(3) 分析实验数据可知，同一滑轮组提升重物的重力变大时，有用功在总功中的比例升高，滑轮组的机械效率将变大。
(4) 忽略绳重和摩擦时，由$ \eta=\frac{G}{G+G_{动}} $变形得$ G_{动}=G(\frac{1}{\eta}-1) $，选取第一次实验数据（如$ G=2N $，$ \eta=60\% $）代入：
$ G_{动}=2N×(\frac{1}{0.6}-1)≈1.33N $，与选项A的1.35N最接近，故选A。
【答案】
(1) 匀速
(2) 0.45；80%
(3) 变大
(4) A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率影响因素；滑轮组绳端距离计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的测量实验，涵盖实验操作要求、机械效率计算、影响因素分析及动滑轮重力估算，需熟练掌握滑轮组的工作特点和机械效率公式的应用，注重对实验数据的分析与归纳。
【难度系数】
0.6
