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16. 小伟探究滑轮组机械效率的影响因素的实验装置如图J6-13所示，表J6-1为实验过程中记录的部分数据，其中第1、2、3次实验使用的是甲装置，第4次实验使用的是乙装置。
表J6-1
(1) 通过分析实验序号1和
(2) 通过分析实验序号3和4两组数据可以发现，滑轮组提升重物的机械效率与
图J6-13
表J6-1
(1) 通过分析实验序号1和
2
(填实验序号)两组数据可以发现，滑轮组提升重物的机械效率与提升重物的高度无关。(2) 通过分析实验序号3和4两组数据可以发现，滑轮组提升重物的机械效率与
动滑轮重$G_{动}$
有关。图J6-13
答案
16.(1)2 (2)动滑轮重$G_{动}$
解析
【分析】
探究滑轮组机械效率的影响因素需运用控制变量法：研究某一因素对机械效率的影响时，要保持其他所有因素不变，仅改变该因素。对于问题（1），要探究机械效率与提升高度的关系，需控制动滑轮重、提升物重等不变，仅改变提升高度，实验1和2符合该要求；对于问题（2），分析实验3和4，两者的动滑轮不同，其他条件相同，据此判断影响因素。
【解析】
（1）根据控制变量法，探究机械效率与提升高度的关系时，需保持动滑轮重、物重等其他条件一致，仅改变提升高度，实验序号1和2满足该条件，因此应填2；
（2）实验序号3和4中，动滑轮的重力不同（3用甲装置，4用乙装置），而物重等其他条件相同，因此可得出滑轮组提升重物的机械效率与动滑轮重有关。
【答案】
16.(1)2 (2)动滑轮重$G_{动}$
【知识点】
滑轮组机械效率、控制变量法
【点评】
本题考查滑轮组机械效率影响因素的探究，核心是控制变量法的应用，属于初中物理力学的基础题型，能帮助学生巩固机械效率的相关知识。
【难度系数】
0.6
探究滑轮组机械效率的影响因素需运用控制变量法：研究某一因素对机械效率的影响时，要保持其他所有因素不变，仅改变该因素。对于问题（1），要探究机械效率与提升高度的关系，需控制动滑轮重、提升物重等不变，仅改变提升高度，实验1和2符合该要求；对于问题（2），分析实验3和4，两者的动滑轮不同，其他条件相同，据此判断影响因素。
【解析】
（1）根据控制变量法，探究机械效率与提升高度的关系时，需保持动滑轮重、物重等其他条件一致，仅改变提升高度，实验序号1和2满足该条件，因此应填2；
（2）实验序号3和4中，动滑轮的重力不同（3用甲装置，4用乙装置），而物重等其他条件相同，因此可得出滑轮组提升重物的机械效率与动滑轮重有关。
【答案】
16.(1)2 (2)动滑轮重$G_{动}$
【知识点】
滑轮组机械效率、控制变量法
【点评】
本题考查滑轮组机械效率影响因素的探究，核心是控制变量法的应用，属于初中物理力学的基础题型，能帮助学生巩固机械效率的相关知识。
【难度系数】
0.6
17. 在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，小明将同一木块的同一接触面分别放在粗糙程度不同的水平长木板上进行实验，具体实验方案如图 J6-14 所示。
(1) 实验时，应该用弹簧测力计水平 拉动木块。
(2) 实验中测得的滑动摩擦力分别为 $ F_{f甲} $、$ F_{f乙} $，发现 $ F_{f甲} ＜ F_{f乙} $，说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度（选填“有关”或“无关”）。
(3) 小明在完成图 J6-14 乙所示的实验后，将木块沿竖直方向截去一半后继续实验，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半，他由此得出：滑动摩擦力的大小与接触面面积大小有关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
(1) 实验时，应该用弹簧测力计水平 拉动木块。
(2) 实验中测得的滑动摩擦力分别为 $ F_{f甲} $、$ F_{f乙} $，发现 $ F_{f甲} ＜ F_{f乙} $，说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度（选填“有关”或“无关”）。
(3) 小明在完成图 J6-14 乙所示的实验后，将木块沿竖直方向截去一半后继续实验，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半，他由此得出：滑动摩擦力的大小与接触面面积大小有关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
答案
17.(1)匀速 (2)有关 (3)没有控制木块对木板的压力大小相等
解析
【分析】
第(1)问：根据二力平衡原理，当木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此需水平匀速拉动木块，才能通过拉力大小间接得到滑动摩擦力大小。
第(2)问：甲、乙两次实验中，木块对木板的压力相同，仅接触面粗糙程度不同，测得的滑动摩擦力不同，由此可判断滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
第(3)问：探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，需控制压力和接触面粗糙程度不变；小明将木块竖直截去一半，既改变了接触面积，也改变了木块对木板的压力，未控制压力不变，导致结论错误。
【解析】
(1) 实验中，只有用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，所以应填“匀速”。
(2) 甲、乙实验中，压力相同，接触面粗糙程度不同，测得$F_{f甲}＜F_{f乙}$，说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，故填“有关”。
(3) 将木块竖直截去一半后，木块对木板的压力也变为原来的一半，小明没有控制木块对木板的压力大小相等，就得出滑动摩擦力与接触面积有关的结论，存在的问题是“没有控制木块对木板的压力大小相等”。
【答案】
(1)匀速 (2)有关 (3)没有控制木块对木板的压力大小相等
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题考查探究滑动摩擦力大小的实验，核心考查二力平衡的应用和控制变量法的正确使用，是力学实验的基础题型，需明确实验中控制变量的重要性。
【难度系数】
0.7
第(1)问：根据二力平衡原理，当木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此需水平匀速拉动木块，才能通过拉力大小间接得到滑动摩擦力大小。
第(2)问：甲、乙两次实验中，木块对木板的压力相同，仅接触面粗糙程度不同，测得的滑动摩擦力不同，由此可判断滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
第(3)问：探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，需控制压力和接触面粗糙程度不变；小明将木块竖直截去一半，既改变了接触面积，也改变了木块对木板的压力，未控制压力不变，导致结论错误。
【解析】
(1) 实验中，只有用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，所以应填“匀速”。
(2) 甲、乙实验中，压力相同，接触面粗糙程度不同，测得$F_{f甲}＜F_{f乙}$，说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，故填“有关”。
(3) 将木块竖直截去一半后，木块对木板的压力也变为原来的一半，小明没有控制木块对木板的压力大小相等，就得出滑动摩擦力与接触面积有关的结论，存在的问题是“没有控制木块对木板的压力大小相等”。
【答案】
(1)匀速 (2)有关 (3)没有控制木块对木板的压力大小相等
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题考查探究滑动摩擦力大小的实验，核心考查二力平衡的应用和控制变量法的正确使用，是力学实验的基础题型，需明确实验中控制变量的重要性。
【难度系数】
0.7
18. 用如图J6-15所示的滑轮组，将重为900 N的物体A匀速竖直提升，作用在绳子自由端竖直向下的拉力F为500 N，物体A匀速上升了1 m，不计绳重和摩擦。求：
(1)提升物体A所做的有用功$W_{有用}$；
(2)动滑轮所受的重力$G_{动}$；
(3)滑轮组提升物体A时的机械效率$\eta$。
(1)提升物体A所做的有用功$W_{有用}$；
(2)动滑轮所受的重力$G_{动}$；
(3)滑轮组提升物体A时的机械效率$\eta$。
答案
18.(1)900 J (2)100 N (3)90%
解析
【分析】
要解决这道滑轮组的计算题，需明确三个核心逻辑：①有用功是对物体做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；②不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力与物重、动滑轮重的关系为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，需先确定承担物重的绳子段数$n$；③机械效率是有用功与总功的比值，总功$W_{总}=Fs$，绳子自由端移动距离$s=nh$，代入公式即可分步求解。
【解析】
(1) 提升物体A的有用功是克服物体重力做的功，根据公式：
$W_{有用}=Gh=900\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m}=900\,\mathrm{J}$。
(2) 由图可知，承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重和摩擦，拉力公式变形得动滑轮重力：
$G_{动}=nF - G=2 × 500\,\mathrm{N} - 900\,\mathrm{N}=100\,\mathrm{N}$。
(3) 绳子自由端移动距离$s=nh=2 × 1\,\mathrm{m}=2\,\mathrm{m}$，拉力做的总功：
$W_{总}=Fs=500\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1000\,\mathrm{J}$，
机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{900\,\mathrm{J}}{1000\,\mathrm{J}} × 100\%=90\%$。
【答案】
(1)900 J；(2)100 N；(3)90%
【知识点】
有用功计算、滑轮组拉力计算、机械效率计算
【点评】
本题为滑轮组基础题型，考查对核心公式的应用，关键是确定承担物重的绳子段数$n$，只要牢记相关公式即可顺利解答，属于学生易掌握的常规题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道滑轮组的计算题，需明确三个核心逻辑：①有用功是对物体做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；②不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力与物重、动滑轮重的关系为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，需先确定承担物重的绳子段数$n$；③机械效率是有用功与总功的比值，总功$W_{总}=Fs$，绳子自由端移动距离$s=nh$，代入公式即可分步求解。
【解析】
(1) 提升物体A的有用功是克服物体重力做的功，根据公式：
$W_{有用}=Gh=900\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m}=900\,\mathrm{J}$。
(2) 由图可知，承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重和摩擦，拉力公式变形得动滑轮重力：
$G_{动}=nF - G=2 × 500\,\mathrm{N} - 900\,\mathrm{N}=100\,\mathrm{N}$。
(3) 绳子自由端移动距离$s=nh=2 × 1\,\mathrm{m}=2\,\mathrm{m}$，拉力做的总功：
$W_{总}=Fs=500\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1000\,\mathrm{J}$，
机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{900\,\mathrm{J}}{1000\,\mathrm{J}} × 100\%=90\%$。
【答案】
(1)900 J；(2)100 N；(3)90%
【知识点】
有用功计算、滑轮组拉力计算、机械效率计算
【点评】
本题为滑轮组基础题型，考查对核心公式的应用，关键是确定承担物重的绳子段数$n$，只要牢记相关公式即可顺利解答，属于学生易掌握的常规题目。
【难度系数】
0.6
