1. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中.
(1)实验原理是.
(2)需要直接测量的物理量是、、和.
(3)需要的测量工具是和.
(4)在测量绳端拉力时,应拉动弹簧测力计,使钩码上升.

(1)实验原理是$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$
(2)需要直接测量的物理量是钩码的重力G、钩码提升的高度h、拉力大小F、绳端移动的距离s
(3)需要的测量工具是弹簧测力计、刻度尺
(4)在测量绳端拉力时,应竖直、匀速拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升.

【分析】
这道题围绕测量滑轮组机械效率的基础实验展开，我们可以顺着逻辑一步步推导：首先回忆机械效率的定义，直接得到实验的核心原理；再从原理对应的有用功、总功的计算公式出发，反向推导需要直接测量的物理量；接着根据待测物理量的属性匹配对应的测量工具；最后结合二力平衡的知识，思考什么样的拉动方式能让弹簧测力计示数稳定、等于真实拉力，就能得到操作要求的答案。
【解析】
(1) 滑轮组的机械效率本质是有用功占总功的比例，因此实验的核心原理就是机械效率的定义式：$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。
(2) 有用功的计算公式为$W_{有用}=Gh$，总功的计算公式为$W_{总}=Fs$，要计算出两者的比值，就需要直接测量4个物理量：钩码的重力G、钩码被提升的高度h、绳端的拉力大小F、绳端移动的距离s。
(3) 上述待测物理量中，重力、拉力属于力的范畴，需要用弹簧测力计测量；钩码提升高度、绳端移动距离属于长度范畴，需要用刻度尺测量。
(4) 测量拉力时，只有竖直、匀速拉动弹簧测力计，让钩码缓慢上升，才能保证钩码处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数等于绳端的真实拉力，避免因变速运动、倾斜拉动带来的测量误差。
【答案】
(1) $\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$
(2) 钩码的重力G；钩码提升的高度h；拉力大小F；绳端移动的距离s
(3) 弹簧测力计；刻度尺
(4) 竖直、匀速；缓慢
【知识点】
测量滑轮组机械效率；功的计算；弹簧测力计使用
【点评】
本题是该实验的基础必考题型，覆盖了实验原理、待测物理量、实验器材、操作规范全维度的基础考点，难度较低，学生不仅要识记相关结论，更要理解操作要求背后的物理逻辑，避免出现死记硬背混淆知识点的情况。
【难度系数】
0.8

2. 影响滑轮组机械效率的因素有 、 和 .

影响滑轮组机械效率的因素有物体重力、动滑轮自重、绳重及摩擦。

【分析】
我们可以从滑轮组机械效率的本质出发推导结论：首先机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功加额外功。第一步先明确滑轮组工作时的有用功是提升被拉重物所做的功，重物的重力大小会直接影响有用功在总功中的占比；第二步再梳理滑轮组额外功的来源，额外功一部分是提升动滑轮本身不得不做的功，动滑轮自重会直接影响这部分额外功的大小，另一部分是克服绳子自身重力、滑轮和轴之间的摩擦做的功，绳重和摩擦也会影响额外功的占比，把这几类影响因素整理出来就能得到正确答案。
【解析】
滑轮组的机械效率定义式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，结合滑轮组的做功特点分析：
1. 有用功是对被提升物体做的功，提升高度相同时，物体重力越大，有用功占总功的比例越高，机械效率越高，因此物体重力是影响因素；
2. 额外功中占比很高的一部分是克服动滑轮自身重力做的功，动滑轮越重，这部分额外功越多，机械效率越低，因此动滑轮自重是影响因素；
3. 其余额外功来自克服绳子自身重力、滑轮与轴之间的摩擦做的功，绳重和摩擦越大，对应额外功越多，机械效率越低，因此绳重及摩擦是影响因素。
【答案】物体重力、动滑轮自重、绳重及摩擦
【知识点】滑轮组机械效率；有用功与额外功
【点评】本题属于基础概念考查题，不需要死记硬背结论，只要从机械效率的定义出发，区分滑轮组工作时的有用功、额外功的不同来源，就可以自主推导出所有影响因素，是后续求解滑轮组效率相关计算题的核心基础考点。
【难度系数】0.9

1. 用如图所示的装置探究动滑轮的机械效率，下列说法不正确的是 （）

A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B.测量机械效率的实验原理是 $\eta =\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%$
C.机械效率与动滑轮重力的大小有关
D.要提高机械效率，可以通过减小钩码的重力来实现

1. D 解析:在该实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数保持稳定，A正确；测量机械效率的实验原理是 $\eta =\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%$，B正确；动滑轮的机械效率与钩码、动滑轮的重力有关，要提高机械效率，可以增大钩码的重力，或减小动滑轮的重力，C正确，D错误。

【分析】
这道题考查动滑轮机械效率探究实验的相关知识点，我们可以逐个对选项进行辨析：首先回忆实验的操作要求，判断弹簧测力计的拉动方式是否正确；再结合机械效率的定义确认实验原理；接着分析额外功的来源，判断动滑轮重力对机械效率的影响；最后通过分析有用功、总功的占比变化，判断改变钩码重力对机械效率的作用，最终选出描述不正确的选项。
【解析】
A. 实验过程中竖直向上匀速拉动弹簧测力计，可让装置处于平衡状态，弹簧测力计示数保持稳定，便于准确读数，该说法正确。
B. 机械效率的物理定义为有用功与总功的比值，因此测量机械效率的实验原理就是$\eta =\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%$，该说法正确。
C. 该动滑轮装置的额外功主要来自克服动滑轮自身重力做的功，动滑轮重力越大，额外功占总功的比例越高，机械效率越低，因此机械效率与动滑轮重力的大小有关，该说法正确。
D. 同一动滑轮装置，若减小钩码的重力，有用功在总功中的占比会减小，机械效率反而降低，无法实现提高机械效率的目的，想要提高该装置的机械效率可以增大钩码重力、减小动滑轮自重，该说法错误。
题目要求选出不正确的选项，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮机械效率；机械效率公式；提高机械效率方法
【点评】
本题围绕动滑轮机械效率探究实验设置考点，覆盖了实验操作规范、实验原理、机械效率影响因素等核心内容，易错点是容易错误认为减小物重可以提升机械效率，解题时需要从有用功、额外功的占比逻辑出发推导结论，避免死记硬背。
【难度系数】
0.7

2. 为了研究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想,猜想一:机械效率与物重$G_{\mathrm{物}}$有关;猜想二:机械效率与动滑轮重$G_{\mathrm{动}}$有关.为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变$G_{\mathrm{物}}$,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出$\eta$与$G_{\mathrm{物}}$的关系图像,如图乙的图线a所示;然后换用另一个不同重量的动滑轮,不断改变$G_{\mathrm{物}}$,计算并绘出$\eta$与$G_{\mathrm{物}}$的关系图像,如图乙的图线b所示.根据图像他
（）

A.只能验证猜想一
B.只能验证猜想二
C.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二
D.既能验证猜想一,也能验证猜想二

2. D 解析:由图线a或者图线b可知，当动滑轮的重力一定时，滑轮组的机械效率随物重的增大而增大，故可以验证猜想一；由图线a和图线b可知，物体的重力相同时，动滑轮的重力不同，滑轮组的机械效率不同，故也可以验证猜想二。

【分析】
解题时首先要明确验证两个猜想都需要使用控制变量法：①验证猜想一（机械效率与物重有关），需要控制动滑轮重力不变，改变提升的物重，观察机械效率的变化；②验证猜想二（机械效率与动滑轮重有关），需要控制提升的物重不变，改变动滑轮的重力，观察机械效率的变化。接下来对应图像分析：同一根图线（比如a）对应的是同一个动滑轮，动滑轮重固定，横坐标物重变化、纵坐标效率变化，刚好满足验证猜想一的条件；对比a、b两条不同的图线，取相同的横坐标也就是相同物重时，对应的纵坐标效率不同，刚好满足物重相同、动滑轮重不同的条件，可以验证猜想二，因此两个猜想都能验证。
【解析】
1. 验证猜想一：单独观察图线a（或图线b），实验过程中使用的是同一个动滑轮，动滑轮重力$G_{\mathrm{动}}$保持不变，随着提升物重$G_{\mathrm{物}}$逐渐增大，滑轮组的机械效率$\eta$逐渐升高，说明动滑轮重一定时，机械效率随物重的改变而改变，可以验证猜想一。
2. 验证猜想二：对比图线a和图线b，两次实验使用的是重力不同的动滑轮，当取相同的提升物重$G_{\mathrm{物}}$时，两条图线对应的机械效率$\eta$并不相等，说明物重相同时，机械效率随动滑轮重的改变而改变，可以验证猜想二。
因此该实验既能验证猜想一，也能验证猜想二。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率；控制变量法；机械效率影响因素
【点评】
本题结合图像考查探究滑轮组机械效率影响因素的实验，核心是控制变量法的应用，需要区分单条图线、多条图线对比分别对应的变量控制逻辑，避免误判只能验证单个猜想。
【难度系数】
0.7

3. 用如图甲、乙、丙、丁所示的四个装置分别将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮重力相同,且滑轮比重物轻,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是（）

A.图甲装置最费力,拉力做的总功最多
B.图丁装置最省力,拉力做的总功最少
C.四个装置做的有用功一样多,图甲装置的机械效率最大
D.图丁装置最省力,机械效率也最大

3. C 解析:由题意可知，$G_{\mathrm{物}}＜G_{\mathrm{动}}$，不计绳重及摩擦，题图甲装置是定滑轮，拉力$F_{\mathrm{甲}}=G_{\mathrm{物}}$，拉力做的总功$W_{\mathrm{甲}}=F_{\mathrm{甲}}\ s_{\mathrm{甲}}=G_{\mathrm{物}}\ h$；题图乙装置是动滑轮，则$F_{\mathrm{乙}}=\dfrac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，$W_{\mathrm{乙}}=F_{\mathrm{乙}}\ s_{\mathrm{乙}}=\dfrac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})× 2h=(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})h$；题图丙装置是滑轮组，承担物重的绳子段数为2，则$F_{\mathrm{丙}}=\dfrac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，$W_{\mathrm{丙}}=F_{\mathrm{丙}}\ s_{\mathrm{丙}}=\dfrac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})× 2h=(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})h$；题图丁装置是滑轮组，承担物重的绳子段数为3，则$F_{\mathrm{丁}}=\dfrac{1}{3}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，$W_{\mathrm{丁}}=F_{\mathrm{丁}}\ s_{\mathrm{丁}}=\dfrac{1}{3}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})× 3h=(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})h$；因此$F_{\mathrm{甲}}＞F_{\mathrm{乙}}=F_{\mathrm{丙}}＞F_{\mathrm{丁}}$，$W_{\mathrm{甲}}＜W_{\mathrm{乙}}=W_{\mathrm{丙}}=W_{\mathrm{丁}}$，故题图甲装置最费力，但拉力做的总功最少，题图丁装置最省力，但拉力做的总功不是最少的，A、B错误；四个装置做的有用功相同，均为$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}\ h$，由于机械效率$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，则$\eta_{\mathrm{甲}}=100\%$，$\eta_{\mathrm{乙}}=\eta_{\mathrm{丙}}=\eta_{\mathrm{丁}}=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}×100\%$，故题图甲装置的机械效率最大，C正确，D错误。

【分析】
解题时我们可以按以下思路逐步推导：
1. 先识别四个装置的类型：甲是定滑轮，乙是动滑轮，丙、丁是滑轮组，明确不计绳重和摩擦时不同滑轮装置的拉力计算规则。
2. 已知用四个装置将同一重物提升相同高度，首先可以直接判断有用功的大小关系：有用功是克服物体重力做的功$W_\mathrm{有}=G_\mathrm{物}h$，因此四个装置的有用功必然相等。
3. 接下来分别推导四个装置的拉力、总功：定滑轮不省力，也不需要提升动滑轮，因此没有克服动滑轮重力的额外功；而动滑轮和滑轮组的额外功都来自克服动滑轮重力做功，只要动滑轮数量相同、提升高度相同，额外功就相等。
4. 最后结合机械效率公式$\eta=\dfrac{W_\mathrm{有}}{W_\mathrm{总}}$，对比四个装置的机械效率大小，逐一验证选项的对错，排除错误选项得到正确答案。
【解析】
解：已知不计绳重及摩擦，重物重力为$G_\mathrm{物}$，每个动滑轮重力为$G_\mathrm{动}$，提升重物的高度为$h$：
1. 分析甲装置（定滑轮）：
定滑轮不省力，拉力$F_\mathrm{甲}=G_\mathrm{物}$，绳子移动距离$s_\mathrm{甲}=h$，总功$W_\mathrm{甲}=F_\mathrm{甲}s_\mathrm{甲}=G_\mathrm{物}h$，没有克服动滑轮重力的额外功，额外功为0。
2. 分析乙装置（动滑轮）：
动滑轮省一半力，拉力$F_\mathrm{乙}=\dfrac{1}{2}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})$，绳子移动距离$s_\mathrm{乙}=2h$，总功$W_\mathrm{乙}=F_\mathrm{乙}s_\mathrm{乙}=\dfrac{1}{2}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})× 2h=(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})h$，额外功为克服动滑轮重力做功$W_\mathrm{额}=G_\mathrm{动}h$。
3. 分析丙装置（滑轮组）：
承担物重的绳子段数$n_\mathrm{丙}=2$，拉力$F_\mathrm{丙}=\dfrac{1}{2}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})$，绳子移动距离$s_\mathrm{丙}=2h$，总功$W_\mathrm{丙}=F_\mathrm{丙}s_\mathrm{丙}=\dfrac{1}{2}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})× 2h=(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})h$，额外功同样为$W_\mathrm{额}=G_\mathrm{动}h$。
4. 分析丁装置（滑轮组）：
承担物重的绳子段数$n_\mathrm{丁}=3$，拉力$F_\mathrm{丁}=\dfrac{1}{3}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})$，绳子移动距离$s_\mathrm{丁}=3h$，总功$W_\mathrm{丁}=F_\mathrm{丁}s_\mathrm{丁}=\dfrac{1}{3}(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})× 3h=(G_\mathrm{物}+G_\mathrm{动})h$，额外功同样为$W_\mathrm{额}=G_\mathrm{动}h$。
对比可得：
拉力大小关系：$F_\mathrm{甲}＞F_\mathrm{乙}=F_\mathrm{丙}＞F_\mathrm{丁}$，因此甲最费力，丁最省力；
总功大小关系：$W_\mathrm{甲}＜W_\mathrm{乙}=W_\mathrm{丙}=W_\mathrm{丁}$，因此甲的总功最少，乙丙丁总功相等。
再分析机械效率：
四个装置的有用功均为$W_\mathrm{有}=G_\mathrm{物}h$，完全相等。根据$\eta=\dfrac{W_\mathrm{有}}{W_\mathrm{总}}$，甲的总功等于有用功，额外功为0，机械效率为100%，是四个装置中最大的；乙丙丁的有用功相同、总功相同，因此三者机械效率相等，均小于甲的机械效率。
逐一判断选项：
A选项：甲最费力，但总功是最少的，不是最多，A错误；
B选项：丁最省力，但总功和乙丙相等，不是最少，B错误；
C选项：四个装置有用功一样多，甲的机械效率最大，C正确；
D选项：丁最省力，但机械效率比甲小，不是最大，D错误。
【答案】
C
【知识点】
定滑轮工作特点
滑轮组拉力计算
机械效率计算
【点评】
本题是滑轮相关的力、功和机械效率的综合辨析题，容易出现的误区是误以为滑轮组承担绳子段数越多，总功就越小、机械效率越高。实际上不计绳重摩擦时，额外功仅来自动滑轮重力，相同动滑轮提升相同高度时额外功相等，总功也相等，而定滑轮没有动滑轮的额外功，因此机械效率最高，解题时要准确区分省力情况、总功、机械效率三个不同的物理量，不要混淆概念。
【难度系数】
0.6