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19. 实验
考法
项目式学习
「2025辽宁沈阳模拟，★★☆」某学习小组在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物重有关。
猜想二：滑轮组机械效率与物体被提升的高度有关。
猜想三：滑轮组机械效率与动滑轮重有关。
【进行实验与收集证据】
(1)实验器材：两个相同的滑轮，一个不同的滑轮，一根细绳，钩码若干，刻度尺和弹簧测力计各一个。
(2)实验步骤：
①用弹簧测力计测出钩码重$G$；
②组装好实验器材，应沿竖直方向
③用刻度尺分别测出物体被提升的高度$h$和绳端移动的距离$s$，读出弹簧测力计的示数$F$，将数据填入表格；
④根据公式算出滑轮组的机械效率；
⑤改变物重，重复上面的实验；
⑥改变动滑轮重，重做实验。
(3)实验数据如表所示，表中第2次实验时机械效率为
【分析论证】
(4)分析表中的数据可知，实验时滑轮组是按图
(5)分析第1、2、3次实验的数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体时，物体越重，滑轮组的机械效率
【交流与评估】
(6)小王在实验中发现拉动弹簧测力计时，弹簧测力计示数很难稳定，为此他提出在弹簧测力计保持静止时读数，你认为小王的这种想法是否合理？
考法
项目式学习
「2025辽宁沈阳模拟，★★☆」某学习小组在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物重有关。
猜想二：滑轮组机械效率与物体被提升的高度有关。
猜想三：滑轮组机械效率与动滑轮重有关。
【进行实验与收集证据】
(1)实验器材：两个相同的滑轮，一个不同的滑轮，一根细绳，钩码若干，刻度尺和弹簧测力计各一个。
(2)实验步骤：
①用弹簧测力计测出钩码重$G$；
②组装好实验器材，应沿竖直方向
匀速
拉动弹簧测力计使物体上升；③用刻度尺分别测出物体被提升的高度$h$和绳端移动的距离$s$，读出弹簧测力计的示数$F$，将数据填入表格；
④根据公式算出滑轮组的机械效率；
⑤改变物重，重复上面的实验；
⑥改变动滑轮重，重做实验。
(3)实验数据如表所示，表中第2次实验时机械效率为
74.1%
（结果保留一位小数）。【分析论证】
(4)分析表中的数据可知，实验时滑轮组是按图
B
的绕线方式组装的。(5)分析第1、2、3次实验的数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体时，物体越重，滑轮组的机械效率
越高
（选填“越高”“越低”或“不变”）；分析第3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；分析第3、5
次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。【交流与评估】
(6)小王在实验中发现拉动弹簧测力计时，弹簧测力计示数很难稳定，为此他提出在弹簧测力计保持静止时读数，你认为小王的这种想法是否合理？
不合理
。答案
19.答案 (2)②匀速 (3)74.1% (4)B (5)越高 3、5 (6)不合理
解析 (2)②实验时,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时弹簧测力计示数等于拉力大小。(3)表中第2次实验时的机械效率$\eta_2=\frac{W_{\mathrm{有}2}}{W_{\mathrm{总}2}}=\frac{G_2h_2}{F_2s_2}=\frac{4\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}}{1.8\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}} \approx 74.1\%$。(4)由表中数据可知,绳端移动的距离是物体被提升高度的3倍,有3根绳子承担物重,所以滑轮组的绕线方式为图B。(5)由第1、2、3次实验的数据可知,第3次物体的重力最大,滑轮组的机械效率最高,说明用同一滑轮组提升不同的物体到同一高度,物体的重力越大,机械效率越高。探究滑轮组的机械效率与动滑轮重是否有关,要控制物体的重力和被提升高度相同,改变动滑轮重力,应选择第3、5次实验数据,由数据可知,滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。(6)实验中,若在弹簧测力计静止时读数,由于此时没有摩擦,会导致测得的拉力偏小,测量的机械效率偏高,所以这种想法不合理。
解析 (2)②实验时,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时弹簧测力计示数等于拉力大小。(3)表中第2次实验时的机械效率$\eta_2=\frac{W_{\mathrm{有}2}}{W_{\mathrm{总}2}}=\frac{G_2h_2}{F_2s_2}=\frac{4\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}}{1.8\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}} \approx 74.1\%$。(4)由表中数据可知,绳端移动的距离是物体被提升高度的3倍,有3根绳子承担物重,所以滑轮组的绕线方式为图B。(5)由第1、2、3次实验的数据可知,第3次物体的重力最大,滑轮组的机械效率最高,说明用同一滑轮组提升不同的物体到同一高度,物体的重力越大,机械效率越高。探究滑轮组的机械效率与动滑轮重是否有关,要控制物体的重力和被提升高度相同,改变动滑轮重力,应选择第3、5次实验数据,由数据可知,滑轮组的机械效率与动滑轮重有关。(6)实验中,若在弹簧测力计静止时读数,由于此时没有摩擦,会导致测得的拉力偏小,测量的机械效率偏高,所以这种想法不合理。
解析
【分析】
本题围绕“影响滑轮组机械效率的因素”实验展开，解题时需分步骤处理：1. 明确实验操作要求：匀速拉动弹簧测力计才能准确测拉力；2. 掌握机械效率计算方法，利用公式η=Gh/(Fs)代入数据计算；3. 根据绳端移动距离s与物体提升高度h的关系，确定承担物重的绳子段数，判断绕线方式；4. 运用控制变量法分析实验数据，探究机械效率与物重、动滑轮重的关系；5. 结合摩擦对拉力的影响，判断静止读数的合理性。
【解析】
(2)②实验时，需沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时弹簧测力计示数等于拉力大小，能准确测量拉力；
(3)第2次实验的机械效率：η₂=W有₂/W总₂=(G₂h₂)/(F₂s₂)=(4N×0.1m)/(1.8N×0.3m)=0.4J/0.54J≈74.1%；
(4)由实验数据可知，绳端移动距离s是物体提升高度h的3倍，即s=3h，说明承担物重的绳子段数n=3，对应图B的绕线方式；
(5)第1、2、3次实验中，同一滑轮组、提升高度相同，物重越大，机械效率越高；探究机械效率与动滑轮重的关系时，需控制物重和提升高度相同，改变动滑轮重，故选第3、5次实验；
(6)若弹簧测力计静止时读数，此时滑轮与绳间无摩擦，测得的拉力偏小，总功偏小，计算出的机械效率偏大，因此小王的想法不合理。
【答案】
(2)匀速；(3)74.1%；(4)B；(5)越高；3、5；(6)不合理
【知识点】
滑轮组机械效率、控制变量法、滑轮组绕线判断
【点评】
本题是初中力学重点实验探究题，聚焦滑轮组机械效率的核心考点，涵盖实验操作、计算、影响因素分析等内容，需熟练运用控制变量法分析数据，理解实验操作的原理，是考查学生实验探究能力的典型题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕“影响滑轮组机械效率的因素”实验展开，解题时需分步骤处理：1. 明确实验操作要求：匀速拉动弹簧测力计才能准确测拉力；2. 掌握机械效率计算方法，利用公式η=Gh/(Fs)代入数据计算；3. 根据绳端移动距离s与物体提升高度h的关系，确定承担物重的绳子段数，判断绕线方式；4. 运用控制变量法分析实验数据，探究机械效率与物重、动滑轮重的关系；5. 结合摩擦对拉力的影响，判断静止读数的合理性。
【解析】
(2)②实验时，需沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时弹簧测力计示数等于拉力大小，能准确测量拉力；
(3)第2次实验的机械效率：η₂=W有₂/W总₂=(G₂h₂)/(F₂s₂)=(4N×0.1m)/(1.8N×0.3m)=0.4J/0.54J≈74.1%；
(4)由实验数据可知，绳端移动距离s是物体提升高度h的3倍，即s=3h，说明承担物重的绳子段数n=3，对应图B的绕线方式；
(5)第1、2、3次实验中，同一滑轮组、提升高度相同，物重越大，机械效率越高；探究机械效率与动滑轮重的关系时，需控制物重和提升高度相同，改变动滑轮重，故选第3、5次实验；
(6)若弹簧测力计静止时读数，此时滑轮与绳间无摩擦，测得的拉力偏小，总功偏小，计算出的机械效率偏大，因此小王的想法不合理。
【答案】
(2)匀速；(3)74.1%；(4)B；(5)越高；3、5；(6)不合理
【知识点】
滑轮组机械效率、控制变量法、滑轮组绕线判断
【点评】
本题是初中力学重点实验探究题，聚焦滑轮组机械效率的核心考点，涵盖实验操作、计算、影响因素分析等内容，需熟练运用控制变量法分析数据，理解实验操作的原理，是考查学生实验探究能力的典型题型。
【难度系数】
0.6
