实验名称
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机械效率怎么看绳子段数，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机械效率怎么看绳子段数，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，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。