square -|||-square 实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如下表。 次数物理量 1 2 3 4 钩码重G/N 4 4 6 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6 机械效率η 57% 74% 83% η4 （1）实验使用的测量工具是 ____ 和弹簧测力计。（2）在实验操作中应竖直向上 ____ 拉动弹簧测力计。通过分析表中数据可知，第2次实验是用 ____ （选填“甲”或“乙”）图装置做的。（3）计算第四次实验的机械效率 ____ ，若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可能得出的结论是滑轮组的机械效率与 ____ 有关，比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与 ____ 无关。试提出一种提高机械效率的方法：（4）在第4次实验中钩码。上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是 ____ W。（5）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦能损耗的能为 ____ J。

考查要点：本题主要考查滑轮组机械效率的实验探究，涉及测量工具的使用、实验操作规范、机械效率计算、影响因素分析及能量损耗计算。
解题核心：

1. 明确实验原理：机械效率 $\eta = \frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{总}}} = \frac{Gh}{Fs}$，需通过测量工具获取相关数据。
2. 分析数据规律：通过比较不同实验条件下的效率，判断影响因素。
3. 能量守恒应用：总功包含有用功、额外功（摩擦损耗）。
   关键点：

• 匀速拉动测力计确保拉力测量准确。
• 绳子股数由 $s/n = h$ 判断滑轮组类型。
• 控制变量法分析效率与动滑轮重力、物体高度的关系。

第（1）题

测量工具：
实验需测量钩码重力（弹簧测力计）、钩码上升高度（刻度尺）及绳端移动距离（刻度尺），因此需刻度尺和弹簧测力计。

第（2）题

实验操作

需匀速拉动弹簧测力计，使拉力大小保持稳定。

判断滑轮组类型

第2次实验中，$h=0.1\ \text{m}$，$s=0.3\ \text{m}$，则绳子股数 $n = \frac{s}{h} = 3$，对应甲图（动滑轮承重绳子股数为3）。

第（3）题

计算第四次效率

$\eta_4 = \frac{Gh}{Fs} = \frac{6 \times 0.2}{2.4 \times 0.6} \approx 83\%$

影响因素分析

• 比较1、2次：钩码重相同，动滑轮重不同（甲动滑轮更轻），效率不同，说明效率与动滑轮重力有关。
• 比较3、4次：滑轮组相同，钩码重相同，高度不同，效率相同，说明效率与物体上升高度无关。

提高效率方法

减少额外功（如减轻动滑轮重、减小摩擦）。

第（4）题

计算功率

总功 $W = Fs = 2.4 \times 0.6 = 1.44\ \text{J}$，功率 $P = \frac{W}{t} = \frac{1.44}{6} = 0.24\ \text{W}$。

第（5）题

分解能量损耗

总功 $W_{\text{总}} = Fs = 1.8 \times 0.3 = 0.54\ \text{J}$，有用功 $W_{\text{有}} = Gh = 4 \times 0.1 = 0.4\ \text{J}$，对动滑轮做功 $W_{\text{动}} = G_{\text{动}}h = 1 \times 0.1 = 0.1\ \text{J}$，摩擦损耗
$W_f = W_{\text{总}} - W_{\text{有}} - W_{\text{动}} = 0.54 - 0.4 - 0.1 = 0.04\ \text{J}$