实验名称
检测滑车架的机械效率
实验原理
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、细绳、动滑轮、定滑轮、钩码等。
实验装置
实验步骤
(1)安装好滑车架,记下钩码和弹簧测力计的位置。
(2)平缓匀速带动弹簧测力计,使钩码下降,用刻度尺检测钩码上升的高度h和绳端联通的距离s,填人记录表中。
(3)算出W有、W总、η,填入记录表中。
(4)改变钩码数目,重做几次实验,并将检测数据填人记录表中。
实验技巧
控制变量法:探究滑车架的机械效率与物重的关系时,使用相同的滑车架,改变所挂钩码的数目；探究滑车架的机械效率与动滑轮重量的关系时,控制所挂钩码的数目相同，改变滑车架中动滑轮的重量。
实验推论
在其他条件相同时,动滑轮越重,滑车架的机械效率越低；在绳子所能承受的范围内,所吊物体越重,滑车架的机械效率越高。
温情提示：1.滑车架的机械效率与物体被提高的高度以及滑车架的绕线形式无关。
2.提升滑车架机械效率的方式：减少绳与滑轮之间的磨擦；减少动滑轮重；降低提高的物重。
3.机械效率的估算：（1）已知物重G和拉力F：
(n表示承当物重的绳子段数)
（2）已知物重和动滑轮重（不计磨擦）：
典例讲解
例1．在探究影响滑车架机械效率的诱因时，小明提出了如下猜测：
猜测一：滑车架机械效率与被提高物体所受的重力有关；
推测二：滑车架机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证推测，打算的器材如下：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车架，用该滑车架提高不同数目的钩码进行了四次实验，数据如表所示：
实验次数
钩码重力G/N
提高高度h/m
拉力F/N
绳端联通的距离s/m
机械效率η
1.0
0.05
0.15
55.6%
1.5
0.05
0.8
0.15
2.0
0.05
1.0
0.15
66.7%
2.0
0.10
1.0
0.30
66.7%
（1）实验时，应沿竖直向下的方向带动弹簧测力计。
（2）第1次实验中弹簧测力计的示数如图所示为N。
（3）第2次实验滑车架的机械效率是。
（4）剖析表中数据可知：用同一滑车架提高不同的物体，物体越重，滑车架的机械效率（选填“越高”“越低”或“不变”）。
（5）为了验证推测二，还需降低的实验器材是。
（6）比较3、4次实验数据可知：用同一滑车架提高相同的物体，滑车架的机械效率与提高高度
（选填“无关”或“有关”）。
【分析】（1）实验时，应沿竖直向下的方向匀速带动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（2）依据测力计分度值读数；
（3）按照η＝
＝
×100%求出第2次实验滑车架的机械效率；
（4）剖析表中数据得出推论。
（5）研究滑车架机械效率与动滑轮所受的重力有关，要控制其它诱因相同，只改变动滑轮的重力；
（6）按照表格中的数据，借助控制变量法剖析。
【解答】解：
（1）实验时，应沿竖直向下的方向匀速平缓带动弹簧测力计。
（2）第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示，测力计分度值为0.1N，示数为0.5N；
（3）第3次实验滑车架的机械效率是：
η＝
＝
×100%＝
＝62.5%；
（4）剖析表中数据可知：用同一滑车架提高不同的物体，物体越重，滑车架的机械效率越高；
（5）为了验证滑车架机械效率是否和动滑轮重有关，要改变动滑轮的重力，故还需降低的实验器材是几个自重不同的滑轮；
（6）比较3、4次实验数据可知，提高物体的高度不同，而滑车架机械效率相同，故滑车架机械效率与重物被提高高度无关；
故答案为：（1）匀速平缓；（2）0.5；（3）62.5%；（4）越高；（5）几个自重不同的滑轮；（6）无关。
例2．某兴趣小组的朋友在探究“影响滑车架机械效率的诱因”时，提出了如下猜测：
猜测一：滑车架的机械效率与绕绳形式有关；
推测二：滑车架的机械效率与物重有关；
推测三：滑车架的机械效率与动滑轮的重力有关。
为了验证上述猜测，兴趣小组的朋友进行了如下实验，实验装置如图所示。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端联通距离s/m
机械效率η
0.1
2.7
0.2
74%
0.1
1.8
0.3
74%
0.1
3.2
0.3
83%
0.1
2.5
0.4
（1）兴趣小组的小明朋友发觉实验过程中边带动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应当静止读数，你觉得他的看法（选填“正确”或“错误”）。
（2）班委通过更换滑车架，改变钩码质量，测得数据如表所示：
①请将表中的数据填写完整；
②分析数据可知第3次实验是用（选填“丙”或“丁”）图所示装置做的实验；
③不计磨擦及绳重，剖析1、2两次实验数据可知猜测一（选填“正确”或“错误”）；
④通过比较两次实验数据可得出推论：使用相同滑车架提高物体时，物体越重滑轮组机械效率实验视频，滑车架机械效率越。
（3）按照表格中的数据剖析可知：随着物重的减小，额外功（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
（4）假如用图乙中滑车架装置提高7N的重物，则它的机械效率可能是。
A.73%
B.81%
C.88%
【分析】（1）测滑车架的机械效率，须要匀速带动绳子，而且要在带动中读弹簧测力计的示数，假如静止读数滑轮组机械效率实验视频，绳子与滑轮之间的磨擦力就不能检测，额外功都会降低；
（2）①利用滑车架的机械效率η＝
%来估算；②利用n＝
来估算承当物重的绳子段数，因而判定滑车架；滑车架效率与物重和动滑轮重有关，故可用控制变量法来剖析；③不计磨擦及绳重，剖析1、2两次实验数据可知，在比较滑车架的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑车架相同、物重相同，只改变绳子绕法，据此剖析；④研究同一滑轮组提高重物时，滑车架机械效率与提高物体的重力的关系时，要控制其它诱因相同，只改变提高物体的重力；
（3）按照表格中的数据，分别求出2、3次实验做的额外功得出推论；
（4）根据同一滑车架物重越大滑车架机械效率越大可判定。
【解答】解：（1）测滑车架的机械效率，须要匀速带动绳子，而且要在带动中读弹簧测力计的示数，假如静止读数，绳子与滑轮之间的磨擦力就不能检测，额外功都会降低，在有用功一定时，会造成机械效率变大，故该做法错误；
（2）①第四次实验时滑车架的机械效率η＝
%＝
×100%＝80%；
②第3次实验时，吊着动滑轮绳子段数n＝
＝
＝3；故选丙；
③在比较滑车架的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑车架相同、物重相同，只改变绳子绕法，据此剖析第1、2两次实验可知机械效率都为74%；故推测一错误；
④研究同一滑车架提高重物时，滑车架机械效率与提高物体的重力的关系时，要控制滑车架相同、绕绳形式也相同；只改变提高物体的重力，故通过比较2、3可得出同一滑车架提高物重越大滑车架机械效率越大；
（3）第2次实验时，额外功W1＝Fs﹣Gh＝1.8N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.14J；同理可求出第3次实验时的额外功W2＝0.16J；故可知随着提高物重的减小，额外功减小；
（4）同一滑车架提高物重越大滑车架机械效率越大，故物重7N时的机械效率大于物重8N但小于物重4N的，故选：B；
答案：（1）错误；（2）①80%；②丙；③错误；④2、3；高；（3）变大；（4）B。