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25. 实验 考法 创新实验 「2025广西桂林期中，★☆」同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。
| 实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码上升高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 2 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 55.6% |
| 2 | 2 | 0.2
| 1.2 | 0.6 | |
| 3 | 4 | 0.1 | 1.9 | 0.3 | 70.2% |
| 4 | 4 | 0.1 | 1.3 | 0.5 | 61.5% |
(1)实验中应沿竖直方向
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升相同物体,滑轮组的机械效率与
(4)通过比较
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升重力相同的物体,动滑轮越重,机械效率
(6)根据以上结论和生活经验,不能提高滑轮组的机械效率的是
A. 使用轻质动滑轮
B. 增加所提物体重力
C. 给机械加润滑油
D. 增加物体上升高度
| 实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码上升高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 2 | 0.1 | 1.2 | 0.3 | 55.6% |
| 2 | 2 | 0.2
| 1.2 | 0.6 | || 3 | 4 | 0.1 | 1.9 | 0.3 | 70.2% |
| 4 | 4 | 0.1 | 1.3 | 0.5 | 61.5% |
(1)实验中应沿竖直方向
匀速
拉动弹簧测力计，第2次实验的机械效率约为55.6%
（结果精确到0.1%）。(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图
丙
所示装置来完成的。(3)通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升相同物体,滑轮组的机械效率与
物体上升高度
无关。(4)通过比较
1、3
两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。(5)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升重力相同的物体,动滑轮越重,机械效率
越低
。(6)根据以上结论和生活经验,不能提高滑轮组的机械效率的是
D
。A. 使用轻质动滑轮
B. 增加所提物体重力
C. 给机械加润滑油
D. 增加物体上升高度
答案
25.答案 （1）匀速 55.6% （2）丙 （3）物体上升高度 （4）1、3 （5）越低 （6）D
解析 （1）为了准确测出绳端拉力，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；第2次实验的机械效率η=W有用/W总×100%=Gh/(Fs)×100%=2 N×0.2 m/(1.2 N×0.6 m)×100%≈55.6%；（2）在第4次实验中，s=0.5 m，h=0.1 m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数为5，所以第4次实验是用图丙所示装置来完成的；（3）通过比较1、2两次实验数据可得出，使用同一滑轮组提升相同物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与物体上升高度无关；（4）为探究滑轮组机械效率与物体重力的关系，应保持其他条件不变，改变物体的重力；通过实验数据可知，1、3两次实验使用相同的滑轮组，且钩码重力不同，机械效率不同，故可通过比较1、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升重力相同的物体，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低；（6）由实验得出的结论可知，减轻动滑轮重力，可以提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意；由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B不符合题意；给机械加润滑油，在将重力相同的物体提升相同的高度时，减小了额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率，故C不符合题意；由实验得出的结论可知，滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以增加物体上升高度，不能提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。
解析 （1）为了准确测出绳端拉力，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；第2次实验的机械效率η=W有用/W总×100%=Gh/(Fs)×100%=2 N×0.2 m/(1.2 N×0.6 m)×100%≈55.6%；（2）在第4次实验中，s=0.5 m，h=0.1 m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数为5，所以第4次实验是用图丙所示装置来完成的；（3）通过比较1、2两次实验数据可得出，使用同一滑轮组提升相同物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与物体上升高度无关；（4）为探究滑轮组机械效率与物体重力的关系，应保持其他条件不变，改变物体的重力；通过实验数据可知，1、3两次实验使用相同的滑轮组，且钩码重力不同，机械效率不同，故可通过比较1、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升重力相同的物体，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低；（6）由实验得出的结论可知，减轻动滑轮重力，可以提高滑轮组的机械效率，故A不符合题意；由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B不符合题意；给机械加润滑油，在将重力相同的物体提升相同的高度时，减小了额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率，故C不符合题意；由实验得出的结论可知，滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以增加物体上升高度，不能提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。
解析
【分析】
本题围绕“影响滑轮组机械效率的因素”实验展开，需结合实验原理、控制变量法、机械效率公式解题：
1. 第一问：弹簧测力计匀速拉动是为了稳定拉力，机械效率用公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$计算；
2. 第二问：根据绳端移动距离$s$和钩码上升高度$h$的关系，计算承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}$，对应装置判断；
3. 第三问：对比1、2实验，控制滑轮组、物重相同，仅改变上升高度，机械效率相同，得出结论；
4. 第四问：探究物重对效率的影响，需控制滑轮组相同，改变物重，选择对应实验；
5. 第五问：对比3、4实验，物重相同，动滑轮重不同，分析效率变化；
6. 第六问：结合实验结论，分析各选项判断不能提高效率的选项。
【解析】
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，保证拉力稳定；第2次实验机械效率：$\eta=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{2N×0.2m}{1.2N×0.6m}×100\%\approx55.6\%$；
（2）第4次实验中，承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.5m}{0.1m}=5$，对应图丙装置；
（3）1、2两次实验，滑轮组、物重相同，仅物体上升高度不同，机械效率相同，说明滑轮组机械效率与物体上升高度无关；
（4）探究“同一滑轮组提升物体越重，机械效率越高”，需控制滑轮组相同、改变物重，故选1、3两次实验；
（5）3、4两次实验，物重相同，动滑轮重不同，第4次机械效率更低，说明动滑轮越重，机械效率越低；
（6）A选项轻质动滑轮减小额外功，B选项增加物重增大有用功占比，C选项加润滑油减小额外功，均可提高效率；D选项机械效率与物体上升高度无关，增加高度不能提高效率，故选D。
【答案】
（1）匀速；55.6% （2）丙 （3）物体上升高度 （4）1、3 （5）越低 （6）D
【知识点】
滑轮组机械效率、影响机械效率的因素、实验探究方法
【点评】
本题为期中考查的实验探究题，聚焦滑轮组机械效率核心考点，涵盖机械效率计算、装置判断、控制变量法应用，注重实验思维的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“影响滑轮组机械效率的因素”实验展开，需结合实验原理、控制变量法、机械效率公式解题：
1. 第一问：弹簧测力计匀速拉动是为了稳定拉力，机械效率用公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$计算；
2. 第二问：根据绳端移动距离$s$和钩码上升高度$h$的关系，计算承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}$，对应装置判断；
3. 第三问：对比1、2实验，控制滑轮组、物重相同，仅改变上升高度，机械效率相同，得出结论；
4. 第四问：探究物重对效率的影响，需控制滑轮组相同，改变物重，选择对应实验；
5. 第五问：对比3、4实验，物重相同，动滑轮重不同，分析效率变化；
6. 第六问：结合实验结论，分析各选项判断不能提高效率的选项。
【解析】
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，保证拉力稳定；第2次实验机械效率：$\eta=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{2N×0.2m}{1.2N×0.6m}×100\%\approx55.6\%$；
（2）第4次实验中，承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.5m}{0.1m}=5$，对应图丙装置；
（3）1、2两次实验，滑轮组、物重相同，仅物体上升高度不同，机械效率相同，说明滑轮组机械效率与物体上升高度无关；
（4）探究“同一滑轮组提升物体越重，机械效率越高”，需控制滑轮组相同、改变物重，故选1、3两次实验；
（5）3、4两次实验，物重相同，动滑轮重不同，第4次机械效率更低，说明动滑轮越重，机械效率越低；
（6）A选项轻质动滑轮减小额外功，B选项增加物重增大有用功占比，C选项加润滑油减小额外功，均可提高效率；D选项机械效率与物体上升高度无关，增加高度不能提高效率，故选D。
【答案】
（1）匀速；55.6% （2）丙 （3）物体上升高度 （4）1、3 （5）越低 （6）D
【知识点】
滑轮组机械效率、影响机械效率的因素、实验探究方法
【点评】
本题为期中考查的实验探究题，聚焦滑轮组机械效率核心考点，涵盖机械效率计算、装置判断、控制变量法应用，注重实验思维的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
