实验15测量滑轮组的机械效率
基础考点梳理
1.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：。
（3）实验方法：控制变量法。
2.实验器材：钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。
（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。
3.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\*GB3⑤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总＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按计算该滑轮组的机械效率。
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。
4.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。
5.实验补充
（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=G物+G动n若忽略滑轮重，则有
（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s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。
（4）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=G物+G动n；若忽略滑轮重，则有
其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。
（5）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）。
6.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。
精选真题汇编
1．（2023?湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为m/s。
（2）第4次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是%。
（3）分析1、2、4次