2023年中考物理实验专练17 探究“滑轮组机械效率与哪些因素有关”（学生版+解析版）

实验17探究“滑轮组机械效率与哪些因素有关”实验（学

生版）

【实验目的、原理、方法】

①实验目的：探究影响影响滑轮组机械效率与哪些因素有关;

②实验原理：n-—ixlOO%=—xlOO%；

%Fs

③实验方法：控制变量法。

【实验器材】

钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。

【器材作用】

①钩码：提供物体重力；

②刻度尺：测量物体移动的距离；

③铁架台：安装滑轮组；

④细线：连接实验；

⑤弹簧测力计：测量拉力大小；

⑥滑轮组：实验对象。

【实验步骤及图像】

步骤①如图组装滑轮组;

步骤②将钩码挂在滑轮组下方,记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端,

记录弹簧测力计的示数；

步骤③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置；

步骤④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读

数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置；

步骤⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离h和绳子自由端移动的距离S,然后根据

W有用=Gh和W『Fs计算出有用功和总功，按11=区*100%=生乂100%计算该滑轮

%Fs

组的机械效率；

步骤⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤；

步骤⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤；

步骤⑧整理实验器材。

【实验结论及应用】

(1)滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关;

(2)同一滑轮组，提起的物重越重,滑轮组的机械效率越高;

(3)不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。

【实验数据记录】

钩码重钩码上升的弹簧测力计绳子自由端机械效率

滑轮组G/NrWj度h/m的示数F/N通过的距离s/mn

(a)

(b)

(c)

【实验补充】

1、滑轮组及其工作特点：

(1)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组；使用滑轮组既可以省力，又可以改变力

的方向，但要费距离;

(2)使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,

即动力F=型也若忽略滑轮重，则有F=逑；其中n为承担物重的绳子的段数；

nn

(3)用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳

子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h,则绳子自由端移动

的距离为$=加(n表示承担物重的绳子的段数)；

2、滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算：

(1)使用滑轮组时(忽略摩擦阻力)：滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力

就是物重的几分之一,即动力F=迫也；若忽略滑轮重，则有F=逑；其中n为承担

nn

物重的绳子的段数；

其中：F拉一拉力，G动一动滑轮的重力，G物一被提升物体的重力，n一吊住动滑轮绳子

的段数；

(2)使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同；

①物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，

拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于

物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩

擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积.

②物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉

力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力

等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦

都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积.(注：n为滑

轮的股数)。

【常考实验问题】

1、实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计；

2、通过实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升—

一无关；

3、通过实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越,滑轮组机械效率越;

4、通过实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率;

5、通过该实验我们可以得知：可以提高滑轮组的机械效率；

6、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？

答:改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据,这样可以避免一组数据的偶然性，

更能得出普遍性规律;

7、同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率;

※※特别提醒:刻度尺读取路程时，不要忘记估读到分度值的下一位！!

【典例分析】|同学们利用下图装置研究“滑轮组机械效率”的实验（每个滑轮重相同、每个

钩码重0.5N）。

（1）利用装置（b）、（c）可以研究的问题是:物重相同时，滑轮组机械效率与的

关系，实验过程中应拉动弹簧测力计。

（2）小聪收集到下表的数据，请将下表空白处补充完整，分析（a）、（b）两图的实验过

程可得：当相同时，所提升的物重越重，机械效率o

钩码重钩码上升的弹簧测力计绳子自由端机械效率

滑轮组G/N后j度h/m的示数F/N通过的距离s/mn

(a)10.10.50.366.7%

(b)1.50.10.70.3—

(c)1.50.10.50.560%

（3）小明认为只对比（a）、（c）两图的实验过程，同时利用（2）问中的实验结论，也

可以研究（1）问中的问题，请写出你的分析过程

(b)

■aw如图所示,小明用一个相同的滑轮组成不同的滑轮组，完成“测滑轮组机械效

率的实验”。测得的数据记录如表中。请回答下列问题:

实验物重动滑轮重钩码上升的动力动力作用点移动滑轮组的机

次数G物/NG动/N高度h/mF/N的距离s/m械效率T1/%

110.50.12.70.274%

240.50.11.80.374%

380.50.13.20.383%

4810.12.70.4

（1）第4次实验的机械效率为（百分数保留一位小数），并在图丁中画出相应

的滑轮组绕线方法。

（2）通过比较（填实验次数的序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提

升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高；利用图甲的滑轮组匀速提升相同的物体时，

仅增大提升物体的速度，滑轮组的机械效率（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）小明分析实验数据发现，只要滑轮组的结构和绕线方式一定，测滑轮组机械效率时，

实验器材可以不需要。

［拓展］若实验中使用的弹簧测力计的量程为“0〜5N”，忽略绳重和摩擦，甲、乙两个滑

轮组中，甲的最大机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于"）乙的最大机械

效率。

甲乙丙丁

的融陶

1.（2021•遂宁）涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设

备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率

因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示:

实验次钩码重钩码上升绳端拉力绳端移动机械效

数G/N高度h/mF/N距离s/m率口

120.11.20.355.6%

220.21.20.655.6%

340.11.90.370.2%

440.11.30.561.5%

（1）实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。

（2）分析表中数据可知：第4次实验是用图所示装置来完成的。

（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重物，滑轮组的机

械效率与重物上升高度无关。

（4）通过比较两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机

械效率越高（填实验次数的序号）.

（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械

效率越小。

（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施

有（多选）。

A.减轻动滑轮重B.增加所提物体重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度

丙

2.某实验小组用下图的实验装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。

(1)实验中应尽量竖直向上拉动弹簧测力计；

(2)第一次实验中测得滑轮组的机械效率为%；

(3)分析以上数据可知，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越

滑轮组的机械效率越高。

实验次数物理量1234

钩码重G物/N0.51.01.52.0

钩码上升高度h/m0.10.10.10.1

绳端拉力F/N0.30.50.70.9

绳端移动距离s/m0.30.30.30.3

机械效率口67%71%74%

3.(2020•天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：

猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关

猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关

为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹

簧测力计。

小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩

码进行了三次实验，数据如表所示：

实验次数钩码所受的重力提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离机械效率n

G/Ns/m

12.00.11.00.366.7%

24.00.11.80.374.1%

36.00.12.50.3

请你解答如下问题:

（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为；根据表中数据在图中画出该滑

轮组的绕线方式；

（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率

（选填“越高”“越低”或“不变”）；

（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是«

uL

Ed

lL-

ru=:

l-:

l-

r-

l-:

4.小明实验小组做l“-测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

lcL:

」

l.:

-8

r-1

lL:0

-6

l:

一□

0

l:-8

」

l:Z

rL.0

l49

lL:0

s

l:

」o

t

l:

”

」O

E

ldl:

O

l:Z

lL:2

l:s

」=o

-n(

甲

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高

到A'处。由图可知拉力为N,钩码上升的高度为cm。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数钩码重力G/N钩码上升高度拉力F/N绳端移动的距机械效率n

h/m离s/m

12.00.02—0.0483%

24.00.032.20.06—

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使

钩码升高）.

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是N（结果精确到0.1N）：第二次实验

时滑轮组的机械效率是(结果精确到1%)。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越—(选

填“高”或“低叽

5.(2022•汶上县一模)测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表，请问答以下

问题:

次钩码重力钩码上升的拉力绳端移动的机械效率

数G/N高度h/cmF/N距离s/cmn

11.0100.63055.6%

21.5100.830

32.0101.03066.7%

42.0201.06066.7%

(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，第1次实

验时，弹簧测力计示数如图所示，为N；

(2)第2次实验时，滑轮组的机械效率是；

(3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越。

滑轮组的机械效率越高；

(4)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率是一。

A.增大绳重B.减轻动滑轮重C.加快物体提升的速度

6.在生活和生产中，简单机板有着十分重要的作用。

（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下

沉，应将右端的平衡螺母向调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平

衡，目的是便于测量O

（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录

数据如表。

实验次数物重G/N物体上升高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm

1431.69

24618

3481.624

①实验时沿竖直方向拉绳子自由端最省力，且应拉动弹簧测力计。由图2可知，

第2次实验中弹簧测力计示数为N；

②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升

同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率（选填“变大”、“变小”

或“不变”）。

（3）小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程

度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用的

方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=lm、

高h=0.2m,若机械效率n=80%,则物体在斜面上受到的摩擦力为N。

7.（2022•海勃湾区校级一模）乌海湖大桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮

组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“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。

实验钩码重钩码上升高绳端拉力F/N绳端移动机械效率n

次数力G/N度h/m距离s/m

120.11.20.355.6%

220.21.20.655.6%

340.11.90.370.2%

440.11.30.561.5%

(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。

(2)分析表中数据可知：第4次实验是用图所示装置来完成的。

(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重物，滑轮组的机

械效率与重物上升高度。

(4)通过比较两次实验数据可得出：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：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械

效率。

(6)(多选)为提高滑轮组机械效率、节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可

采取的措施有。

A.减轻动滑轮重B.增加所提物体重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度

8.(2022•安徽一模)在“探究影响滑轮组机械效率的因素“实验中，小芳用如图所示的滑

轮组分别做了3次实验，实验数据记录如下:

序钩码重钩码上升弹簧测力弹簧测力计上T]/%

号/N距离/cm计示数/N升距离/cm

①2511566.7

②351.41571.7

③4515

甲乙丙

(1)在实验操作中应该拉动弹簧测力计；

(2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N；机械效率约为%(保

留到0.1%)；

(3)分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物,可

以提高机械效率；

(4)若在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将(选

填“变大”、“不变”或“变小

实验17探究“滑轮组机械效率与哪些因素有关”实验（解

析版）

【实验目的、原理、方法】

①实验目的：探究影响影响滑轮组机械效率与哪些因素有关;

②实验原理：n-^xlOO%=—xlOO%；

%Fs

③实验方法：控制变量法。

【实验器材】

钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。

【器材作用】

①钩码：提供物体重力；

②刻度尺：测量物体移动的距离;

③铁架台：安装滑轮组；

④细线：连接实验；

⑤弹簧测力计：测量拉力大小；

⑥滑轮组：实验对象。

【实验步骤及图像】

8

1

60

O

S

0

一

2

0

c

0

-t

步骤①如图组装滑轮组;

步骤②将钩码挂在滑轮组下方,记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端,

记录弹簧测力计的示数；

步骤③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置；

步骤④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读

数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置；

步骤⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离h和绳子自由端移动的距离s,然后根据

W有用=Gh和W『Fs计算出有用功和总功，按11=区*100%=生乂100%计算该滑轮

%Fs

组的机械效率；

步骤⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤；

步骤⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤；

步骤⑧整理实验器材。

【实验结论及应用】

(1)滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关;

(2)同一滑轮组，提起的物重越重,滑轮组的机械效率越高;

(3)不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。

【实验数据记录】

钩码重钩码上升的弹簧测力计绳子自由端机械效率

滑轮组G/N高度h/m的示数F/N通过的距离s/m

(a)

(b)

(c)

【实验补充】

1、滑轮组及其工作特点：

(1)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组；使用滑轮组既可以省力，又可以改变力

的方向，但要费距离;

(2)使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,

即动力F=型也若忽略滑轮重，则有F=逑；其中n为承担物重的绳子的段数；

nn

(3)用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳

子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h,则绳子自由端移动

的距离为$=加(n表示承担物重的绳子的段数)；

2、滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算：

(1)使用滑轮组时(忽略摩擦阻力)：滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力

就是物重的几分之一,即动力F=迫也；若忽略滑轮重，则有F=逑；其中n为承担

nn

物重的绳子的段数；

其中：F拉一拉力，G动一动滑轮的重力，G物一被提升物体的重力，n一吊住动滑轮绳子

的段数；

(2)使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同；

①物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，

拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于

物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩

擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积.

②物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉

力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力

等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦

都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积.(注：n为滑

轮的股数)。

【常考实验问题】

1、实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计;

2、通过实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升—高

度_无关;

3、通过实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；

4、通过实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小；

5、通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率:

6、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？

答:改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据,这样可以避免一组数据的偶然性，

更能得出普遍性规律;

7、同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率;

※※特别提醒:刻度尺读取路程时，不要忘记估读到分度值的下一位！!

【典例分析】|同学们利用下图装置研究“滑轮组机械效率”的实验（每个滑轮重相同、每个

钩码重0.5N）。

（1）利用装置（b）、（c）可以研究的问题是：物重相同时，滑轮组机械效率与动滑

轮重力的关系,实验过程中应匀速拉动弹簧测力计。

（2）小聪收集到下表的数据，请将下表空白处补充完整，分析（a）、（b）两图的实验过

程可得：当滑轮组相同时,所提升的物重越重，机械效率高。

钩码重钩码上升的弹簧测力计绳子自由端机械效率

滑轮组G/N高度h/m的示数F/N通过的距离s/mn

(a)10.10.50.366.7%

(b)1.50.10.70.374.1%

(c)1.50.10.50.560%

（3）小明认为只对比（a）、（c）两图的实验过程，同时利用（2）问中的实验结论，也

可以研究（1）问中的问题，请写出你的分析过程对比（a）、（c）两图的实验过程可

知，动滑轮的个数不同，提升物体的重力不同，滑轮组的机械效率不同：山丁增大物重

可以提供机械效率；（c）中的物体重力大，机械效率低于（a）中的机械效率，这说明动

滑轮的个数越多，机械效率越低。

(a)(b)(c)

【答案】（1）动滑轮重力；匀速；（2）74.1%；滑轮组；高；（3）对比（a）、（c）两图的

实验过程可知，动滑轮的个数不同，提升物体的重力不同，滑轮组的机械效率不同：由

于增大物重可以提供机械效率；（c）中的物体重力大，机械效率低于（a）中的机械效率，

这说明动滑轮的个数越多，机械效率越低。

【解答】解：（1）装置（b）、（c）中，物体的重力相同，动滑轮的重力不同，所以探究

的是滑轮组机械效率与动滑轮重力的关系；

实验中研究的是绳子自由端的拉力，只有弹簧测力匀速拉动时，弹簧测力计的示数才等

于绳子的拉力；

（2）由表中实验数据可知，使用（b）装置时，有用功为：WA=Gh=1.5NX0.1m=0.415；

总功为：W.&=0.7NX0.3m=0.21J；

滑轮组效率为：⑸XIOO%5.4%；

W总0.21.T

分析（a）,（b）两图的实验数据可知，选用相同的滑轮组，提升重力不同的物体，物体

的重力越大，滑轮组的机械效率越高；故结论为：当滑轮组相同时，所提升的物重越重，

机械效率高；

（3）对比（a）、（c）两图的实验过程可知，动滑轮的个数不同，提升物体的重力不同，

滑轮组的机械效率不同；由于增大物重可以提供机械效率；（c）中的物体重力大，机械

效率低于（a）中的机械效率，这说明动滑轮的个数越多，机械效率越低。

故答案为：（1）动滑轮重力；匀速；（2）74.1%；滑轮组；高；（3）对比（a）、（c）两图

的实验过程可知，动滑轮的个数不同，提升物体的重力不同，滑轮组的机械效率不同；

由于增大物重可以提供机械效率；（c）中的物体重力大，机械效率低于（a）中的机械效

率，这说明动滑轮的个数越多，机械效率越低。

蟠由鲍如图所示,小明用一个相同的滑轮组成不同的滑轮组，完成“测滑轮组机械效

率的实验”。测得的数据记录如表中。请回答下列问题:

实验物重动滑轮重钩码上升的动力动力作用点移动滑轮组的机

次数G物/NG动/N高度h/mF/N的距离s/m械效率T1/%

110.50.12.70.274%

240.50.11.80.374%

380.50.13.20.383%

4810.12.70.4

（1）第4次实验的机械效率为741％（百分数保留一位小数），并在图丁中画出相

应的滑轮组绕线方法。

（2）通过比较2和3（填实验次数的序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组

提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高；利用图甲的滑轮组匀速提升相同的物体

时，仅增大提升物体的速度，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”、“变小”或“不

变”）。

（3）小明分析实验数据发现，只要滑轮组的结构和绕线方式一定，测滑轮组机械效率时，

实验器材可以不需要刻度尺。

［拓展］若实验中使用的弹簧测力计的量程为“0〜5N”，忽略绳重和摩擦，甲、乙两个滑

轮组中，甲的最大机械效率小于（选填“大于”、“小于”或“等于"）乙的最大机

械效率。

甲乙丙丁

【答案】（I）74.1%；（2）2和3；不变;（3）刻度尺;小于。

【解答】解：（1）第4次实验：

WMjMGhngNXO.lmnO.gJ,

W,4=Fs=2.7NX0.4m=1.08J,

所以机械效率：n=-岂曳=-^-^—=0.741=74.1%。

w总1.08.T

物体升高0.1m时，绳子自由端移动0.4m,可以判断由4段绳子承担物体和动滑轮的重,

滑轮组绕法如图。

（2）比较实验2和3,同一滑轮组，物体匕升的高度相同，绳子自由端移动的距离相同，

滑轮组提起的物体越重，滑轮组的效率越高。

滑轮组的机械效率跟提起的物重、摩擦、绳重、动滑轮的重有关，跟提升的速度无关，

所以利用图中的滑轮组匀速提升相同的物体时，仅增大提升物体的速度，滑轮组的机械

效率不变。

（3）由于绳子自由端和物体升高的高度比值是一定的，可以不用测量物体升高的距离和

绳子自由端移动的距离，实验器材中可以省略刻度尺。

甲和乙绳子的绕法不同，其它相同情况下，滑轮组的机械效率相同。若实验中使用的弹

簧测力计的量程为“0〜5N”，忽略绳重和摩擦，甲由两段绳子承担动滑轮和物体的重，

所以乙能提起更重的物体，所以乙的机械效率更高。

故答案为：（1）74.1%；（2）2和3；不变；（3）刻度尺；小于。

【迎蝴啕

1.（2021•遂宁）涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设

备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率

因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

实验次钩码重钩码上升绳端拉力绳端移动机械效

数G/N高度h/mF/N距离s/m率T]

120.11.20.355.6%

220.21.20.655.6%

340.11.90.370.2%

440.11.30.561.5%

(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。

(2)分析表中数据可知：第4次实验是用丙图所示装置来完成的。

(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重物，滑轮组的机

械效率与重物上升高度无关。

(4)通过比较1、3两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机

械效率越高(填实验次数的序号).

(5)通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械

效率越小。

(6)为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施

有(多选)ABC。

A.减轻动滑轮重

B.增加所提物体重

C.机械加润滑油

D.增加重物上升高度

丙

【答案】（1）匀速；（2）丙;（4）1、3；（6）ABC.

【解答】解：（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速

直线运动；

（2）在第四次实验中，s=0.5m,h=0.1m,由$=曲可得n=5,即承担物重的绳子股数

n=5,所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的；

（4）1、3两次实验，s=0.3m,h=O.lm,由s=nh可得n=3,使用同样的滑轮组，即

使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率

越高，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；

（6）要提高滑轮组的机械效率，可以：

A、减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，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A正确；

B、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

正确；

C、机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，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正确；

D、滑轮组的机械效率口="曳=0L=q_=£_,可见滑轮组的机械效率与提升物

WeFsFXnhnF

体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。

故答案为：（1）匀速；（2）丙；（4）1、3；（6）ABCo

2.（2020•长沙）某实验小组用下图的实验装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表

所示。

（1）实验中应尽量中直向上匀速拉动弹簧测力计:

（2）第一次实验中测得滑轮组的机械效率为56%：

（3）分析以上数据可知，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越大，

滑轮组的机械效率越高。

实验次数1234

物理量

钩码重G物/N0.51.01.52.0

钩码上升高度0.10.10.10.1

h/m

绳端拉力F/N0.30.50.70.9

绳端移动距离0.30.30.30.3

s/m

机械效率n67%71%74%

【答案】（1）匀速；（2）56；（3）大。

【解答】解：

（1）要正确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计。

（2）第1次实验测得的机械效率为：

T1=!^.=Gh=0-5NXQ,^%；

W总Fs0.3NX0.3m

（3）分析以上数据可知：使用同一滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率。

故答案为：（1）匀速；（2）56：（3）大。

3.（2020•天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：

猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关

猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关

为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹

簧测力计。

小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩

码进行了三次实验，数据如表所示：

实验次数钩码所受的重力G/提升高度拉力F/N绳端移动的距离机械效率T1

Nh/ms/m

12.00.11.00.366.7%

24.00.11.80.374.1%

36.00.12.50.3

请你解答如下问题:

（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为—根据表中数据在图中画出该滑

轮组的绕线方式；

（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率

越高（选填“越高”“越低”或“不变”）；

（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。

【答案】（1）80.0%；如上图所示；（2）越高；（3）几个自重不同的滑轮。

【解答】解：（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为：

W有

口=

,8

由s=nh可得绳子的有效段数：n=旦="见=3,该滑轮组的绕线方式如下图所示:

h0.1m

（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率

越高；

（3）为了验证猜想二，滑轮组机械效率与动滑轮所受的重:力有关，要改变动滑轮的重力，

故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。

故答案为：（1）80.0%；如上图所示；（2）越高；（3）几个自重不同的滑轮。

4.小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

S

I

60

80

0

Z

.

S

0

K

ro

E0

70

0

飞

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码从A处升高

到A'处。由图可知拉力为0.8N,钩码上升的高度为5.0cm。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数钩码重力G/N钩码上升高度拉力F/N绳端移动的距机械效率T|

h/m离s/m

12.00.021.20.0483%

24.00.032.20.0691%

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使

钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是1.2N（结果精确到0.1N）：第二次实验时

滑轮组的机械效率是9%（结果精确到1%）。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越（选

填“高”或“低叽

【答案】（1）匀速；0.8；5.0cm：（2）①如上图；②1.2；91%；③高。

【解答】解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力。

弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,示数为0.8N。

钩码上升的高度为5.0cm；

（2）①由1、2中数据知，绳自由端移动距离s为钩码上升高度h的2倍，所以由2段

绳子承担物重，如下图所示：

②由表格数据可知，根据n='曳=01可得第一次实验时的拉力是：F=&L=

W总FsST]

2.ONXO.02m-,

83%X0.04m

第二次实验时滑轮组的机械效率是：

=ONXO.Q3mXIOO%-%%；

W总F2s22.2NX0.06m

③对同一滑轮组来说，当额外功一定，所挂重物越重，做的有用功越多，有用功占总功

的百分比越大，即机械效率越高。

故答案为：（1）匀速：0.8；5.0cm；（2）①如上图：②1.2：91%；③高。

5.（2