《2022年中考物理实验专题复习解读与训练》重点实验18 测量滑轮组的机械效率（解析版）

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重点实验 18 测量滑轮组的机械效率

【提出问题】

对同一滑轮组装置，机械效率是否不变

【猜想与假设】

同一滑轮组的机械效率可能与被提升物体物重有关

【设计与进行实验】

1.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、细绳、动滑轮、定滑轮、钩码若干；

2.实验原理：；

3.实验步骤：

① 安装好滑轮组，记下钩码和弹簧测力计的位置；

② 缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码 G 升高，用刻度尺测量钩码上升的高度 h 和绳端移动的距离 s，填入

表中；

③ 算出、、，填入表格中；

④ 改变钩码数量，重做两次实验，并将测量数据填入表中。

数据记录

次

数

钩码所受重

力 G/N

提升高度

h/m

有用功

拉力 F/N 绳端移动

距离 s/m

总功 /J 机械效率

1 1.5 0.4 0.6 0.7 1.2 0.84 71%

2 3 0.4 1.2 1.2 1.2 1.44 83%

3 4.5 0.4 1.8 1.8 1.2 2.04 88%

【分析和论证】

由 1、2、3 次实验可知，提升的钩码重力增加时，有用功增加，额外功基本不变（克服摩擦力及动滑轮重

力做的功基本不变），由可知，机械效率会增大。

【实验结论】

同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大，机械效率越高。

【实验方法】

控制变量法的应用

① 探究滑轮组的机械效率与所吊的重物重力之间的关系（控制绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数

量）；

② 探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系（控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变动滑轮数量或

换重力不同的动滑轮）；

③ 滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系（控制同一滑轮组的绕线方式相同，所提钩码重力相同，

改变钩码上升的高度）。

【交流与讨论】

（1）测量拉力大小的原理：用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子目的（减小摩擦引起的误差），此时

拉力大小等于弹簧测力计的示数；

（2）承担重物绳子段数的判断：与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数；

（3）滑轮组机械效率的影响因素：物体的重力、动滑轮重力、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕

法、绳子段数无关；

（4）提高机械效率的方法

增加物重、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦。

（5）弹簧测力计静止时读数的分析：所测拉力偏小，机械效率偏高，说明滑轮组的机械效率与物体的运

动状态有关。

（6）动滑轮重力、物重相同时所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。

5．功的计算：有用功

有＝

；总功

总＝

6．机械效率的计算：①已知物重和拉力：

＝×100%＝×100%；②已知物重和动滑轮重：

＝

×100%＝×100%

7．绳子自由端移动的距离与物体上升高度

的关系：

＝

9．提高滑轮组机械效率的方法：________提升物体的重力、________动滑轮的重力、减小绳子与滑

轮间的摩擦力

10．可以省略的工具（刻度尺，省略后用 η＝×100%计算，反而能够提高精度）

11．机械效率总是小于 1的原因（任何机械都不可避免地要做额外功，都不省功）

【例 2】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匀速缓慢拉动弹簧测力计．

（2）该小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想

法不正确（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响．

（3）用丁图装置进行实验，得出表中第 4次的实验数据，请将表中的两个数据填写完整.

实验

次数

钩码重

量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 4 0.1 2.7 0.2 74%

2 4 0.1 1.8 0.3 74%

3 8 0.1 3.1 0.3 86%

4 8 0.1 2.5 _______ ________

（4）通过比较 1 、 2 （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绳子的段数无关．

（5）通过比较 2 、 3 （填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越

大，滑轮组的机械效率越高．

（6）通过比较 3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机

械效率越高 ( 或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 ) 　．

（7）汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义．请你指出以下三种提高效率的方法中与

实验（4）的结论同理的是方法一．

方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满乘客

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量

方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑

（8）完成实验后，小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码

数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，

有用功就不同，机械效率就变化了．你认为小明的看法是正确的，理由影响滑轮组机械效率的因素

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