实验 探究影响滑轮组机械效率的因素

(1)实验时应沿方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢升高，此时弹簧测力计示数(选填“大于”“小于”或“等于”)拉力的大小。
（2）改变钩码个数，进行多次实验，测得的数据如表1。

①补充表1的数据$a$.，$b$.，$c$.；
②分析表1中的数据，研究小组的猜想是(选填“正确”或“错误”)的；
③通过分析表中数据，可以探究滑轮组的机械效率与的关系，并得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，。
能力提升
（3）（2023扬州）研究小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，重复以上实验步骤，测得的数据如表2。

分析表2中的数据可知：物重相同，动滑轮个数越多，越力，但机械效率越。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越，甚至会出现额外功有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑。
(5)小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数不方便，应该在静止时读数。小明认为他的想法不正确，因为他没有考虑到对滑轮组机械效率的影响。

实验 探究影响滑轮组机械效率的因素
例 (1)竖直 等于 (2)①$0.5$ $0.66$ $75.8$ ②错误 ③物重 物体越重，滑轮组机械效率越大 (3)省 低 大 大于 机械效率 (4)绳端移动距离过大，不便操作 适当降低钩码上升的高度 (5)摩擦力

【解析】
1. 实验时沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，可保证拉力方向与力的作用方向一致，此时弹簧测力计处于二力平衡状态，示数等于拉力的大小。
2. ①根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$计算：
第1次实验中，$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{0.15J}{0.3m}=0.5N$，故$a=0.5$；
第2次实验中，$\eta=\frac{0.12J}{0.18J}×100\%\approx66.7\%$，对应$b=0.66$；
第3次实验中，$\eta=\frac{1.8N×0.1m}{0.79N×0.3m}×100\%\approx75.8\%$，故$c=75.8$；
②分析表中数据可知研究小组的猜想错误；
③实验使用相同滑轮组，改变钩码个数即物重，探究的是滑轮组机械效率与物重的关系，结论为：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组的机械效率越大。
3. 分析表2数据：物重相同时，动滑轮个数越多，拉力越小越省力，但机械效率越低；动滑轮个数越多，额外功越大，甚至会大于有用功，因此设计机械模型时既要考虑省力，还要考虑机械效率。
4. 静止时读数未考虑摩擦力，因为静止时滑轮与轴之间的摩擦力消失，拉力示数偏小，会导致测量的机械效率不准确。
【答案】
(1) 竖直；等于
(2) ①$0.5$；$0.66$；$75.8$ ②错误 ③物重；物体越重，滑轮组的机械效率越大
(3) 省；低；大；大于；机械效率
(5) 摩擦力
【知识点】
滑轮组机械效率探究；机械效率计算；二力平衡应用
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的探究实验展开，涵盖实验操作规范、机械效率计算、影响因素分析等核心内容，注重对实验探究能力和数据分析能力的考查，帮助学生深化对机械效率影响规律的理解。
【难度系数】
0.6