1.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。


(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)通过比较(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与和动滑轮相连的绳子段数(填“有关”或“无关”)；比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组，，滑轮组的机械效率越高。第4次实验空格中数值为。
(3)实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是(填字母)。
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律
(4)(科学推理)用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像是(填字母，不计绳重和摩擦)。

(5)若每个滑轮的质量为100 g，则第3次实验中克服摩擦做的额外功为J。(不计绳重，g取10 N/kg)

1.(1)缓慢匀速;偏小 (2)1、2;无关;提升物重越大;80% (3)C (4)A (5)0.03 【点拨】(4)机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{Gh}{\frac{1}{n}(G+G_{动})× nh}×100\%=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G}}×100\%$，所以机械效率随着物重的增大而增大，但与物重不成正比，且机械效率不可能达到100%，只能趋近100%，故A符合题意。
(5)第3次实验做的总功$W_{总3}=F_3s_3=3.1\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=0.93\ \mathrm{J}$，$W_{有用3}=G_3h_3=8\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.8\ \mathrm{J}$，由图丙可知，第3次实验使用了一个动滑轮，则克服动滑轮重力所做的功$W_{动}=G_{动}h_3=100×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=0.1\ \mathrm{J}$，第3次实验中克服摩擦做的额外功$W_{摩擦}=W_{总3}-W_{有用3}-W_{动}=0.93\ \mathrm{J}-0.8\ \mathrm{J}-0.1\ \mathrm{J}=0.03\ \mathrm{J}$。

【分析】
本题围绕滑轮组机械效率的实验展开，需结合实验操作要求、机械效率的影响因素、功的计算等知识逐步分析：
1. （1）明确实验中弹簧测力计的正确拉动方式，以及加速拉动对总功、机械效率的影响；
2. （2）利用控制变量法，确定探究机械效率与绳子段数、物重关系的实验组，再通过有用功与总功的比值计算第4次的机械效率；
3. （3）分析多次改变物重的实验目的；
4. （4）推导不计绳重和摩擦时机械效率与物重的关系，判断对应图像；
5. （5）通过总功、有用功、动滑轮额外功的差值，计算克服摩擦的额外功。
【解析】
（1）实验中需沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，此时拉力大小等于弹簧测力计示数；若加速提升重物，拉力会大于匀速时的拉力，总功$W_{总}=Fs$偏大，而有用功$W_{有}=Gh$不变，根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，机械效率会偏小。
（2）探究机械效率与和动滑轮相连的绳子段数的关系时，需控制滑轮组和提升的物重相同，实验1、2符合条件，故比较1、2两次数据，得出结论：同一滑轮组提升同一重物时，机械效率与绳子段数无关；实验2、3为同一滑轮组，提升物重不同，得出结论：同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越高；第4次实验中，假设对应数据计算得机械效率为$80\%$（计算：若$G=8\ \mathrm{N}$，$h=0.1\ \mathrm{m}$，$F=2.5\ \mathrm{N}$，$s=0.4\ \mathrm{m}$，则$W_{有}=8\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.8\ \mathrm{J}$，$W_{总}=2.5\ \mathrm{N}×0.4\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{J}$，$\eta=\frac{0.8\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$）。
（3）本实验多次改变提升物重，目的是获得多组数据归纳出物理规律，故选C。
（4）不计绳重和摩擦，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{G}}$，可见$\eta$随$G$增大而增大，且趋近于1，故图像选A。
（5）第3次实验中，总功$W_{总}=F_3s_3=3.1\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=0.93\ \mathrm{J}$，有用功$W_{有}=G_3h_3=8\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.8\ \mathrm{J}$，动滑轮重力$G_{动}=mg=0.1\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1\ \mathrm{N}$，克服动滑轮重力的额外功$W_{动}=G_{动}h_3=1\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.1\ \mathrm{J}$，故克服摩擦的额外功$W_{摩擦}=W_{总}-W_{有}-W_{动}=0.93\ \mathrm{J}-0.8\ \mathrm{J}-0.1\ \mathrm{J}=0.03\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)缓慢匀速；偏小 (2)1、2；无关；提升物重越大；80% (3)C (4)A (5)0.03
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、控制变量法
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的实验探究，涵盖实验操作、影响因素、功的计算等核心知识点，需熟练运用控制变量法和机械效率公式，是力学实验的典型题型，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5

2. 物理兴趣小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。

(1)本实验的研究对象是（填“钢球”或“木块”）。
(2)本实验中钢球动能的大小是通过观察来判断的，这里采用的科学探究方法是（填“控制变量法”或“转换法”）。
(3)从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的相同，从而探究动能与的关系。

(4)由第1、2次实验数据和现象可初步得出结论：高度相同时，质量越大，动能越大。这个结论是（填“正确”或“错误”）的。
(5)（实验评估）如果水平木板表面绝对光滑，则（填“能”或“不能”）完成该探究实验。

2.(1)钢球 (2)木块移动的距离;转换法 (3)速度;质量 (4)错误 (5)不能

【分析】
本实验探究物体动能大小的影响因素，需明确实验的研究对象、实验方法及控制变量的应用：首先，实验中是钢球的动能对木块做功，因此研究对象为钢球；其次，动能无法直接观察，通过木块移动的距离间接判断，采用转换法；探究动能与质量的关系时，需控制速度相同，故让不同质量的钢球从同一高度释放，保证到达竖直位置的速度一致；判断实验结论是否正确需结合实际实验现象；若木板绝对光滑，木块不受摩擦力，无法通过移动距离判断动能，无法完成实验。
【解析】
(1) 实验研究的是钢球的动能，因此研究对象是钢球；
(2) 钢球动能的大小通过木块被撞击后移动的距离来判断，这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法是转换法；
(3) 不同质量的钢球从相同高度摆下，到达竖直位置时速度相同，此操作是为了探究动能与质量的关系；
(4) 第1、2次实验得出的结论与实际实验现象不符，因此结论错误；
(5) 若水平木板绝对光滑，木块不受摩擦力，将做匀速直线运动，无法通过移动距离判断动能大小，因此不能完成实验。
【答案】
2.(1)钢球 (2)木块移动的距离;转换法 (3)速度;质量 (4)错误 (5)不能
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题为探究动能影响因素的基础实验题，全面考查实验核心要素，包括研究对象、实验方法、控制变量应用、结论判断及实验评估，是初中物理力学重点实验，注重对实验原理和方法的理解。
【难度系数】
0.6