《2026年决胜中考物理安徽专版》

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明利用如图所示的甲、乙两组滑轮组进行了$4$次测量，并将数据记录在表格中。

基础考法
(1) 在实验中，弹簧测力计应_拉动。匀速缓慢
(2) 第$5$次实验中，动滑轮的机械效率为_。75%
(3)3、5分析比较_两次实验数据，可以得出：同一滑轮组提升的物重越大，机械效率越高。
能力提升
(4)甲分析$1$、$2$两次实验数据，可知小明是利用滑轮组_完成的，对比实验数据可以得出：滑轮组的机械效率与_无关。提升物体的高度
(5) 小明发现一边拉动弹簧测力计一边读数很不方便，于是他想让弹簧测力计静止读数，他的这种想法显然是错误的，因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响，若让弹簧测力计保持静止时读数，则测得的机械效率比实际值要_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
核心素养
(6)[新考法]若动滑轮的重力不可忽略。现改变物体的重力$G$，则动滑轮的机械效率$\eta$与物体重力$G$的关系可能符合图中的(B)

答案：
(1)匀速缓慢
(2)75%
(3)3、5
(4)甲 提升物体的高度
(5)绳子与滑轮之间的摩擦偏大
(6)B
[解析]
(1)滑轮组运动过程中存在摩擦力，若加速或减速拉动，弹簧测力计的指针会因惯性或力变化而晃动，导致拉力读数波动，难以记录准确值；匀速缓慢拉动时，系统处于动态平衡状态，测力计示数稳定，可减少人为读数误差。
(2)由实验数据表可得，第5次实验中，钩码重力$G = 6N$，钩码上升的高度$h = 0.1m$，动力端拉力大小$F = 4N$，动力端伸长距离$s = 0.2m$，所以，利用滑轮组所做的总功$W_{总}=Fs = 4N×0.2m = 0.8J$，利用滑轮组所做的有用功$W_{有}=Gh = 6N×0.1m = 0.6J$，故第5次实验中的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} = \frac{0.6J}{0.8J} = 75\%$。
(3)根据控制变量法，要探究同一滑轮组机械效率与物重的关系，需使滑轮组的绕线方式、物体上升高度等都相同，只改变物体的重力，观察滑轮组机械效率的变化，根据以上需要，3、5两次实验符合要求。
(4)由1、2两次实验数据可知，动力端伸长的距离$s$与钩码上升高度$h$之间的比值均为$n = 3$，这与甲图所示滑轮组中承担物重的绳子段数$n' = 3$相符，由此可知，1、2两次实验数据，小明是利用滑轮组甲完成的。1、2两次实验中，用同一滑轮组提升相等重力的重物，提升不同的高度(自由端移动不同的距离)，结果机械效率相等，说明滑轮组的机械效率与提升物体的高度(自由端移动的距离)无关。
(5)当弹簧测力计静止时读数，没有考虑到绳子与滑轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，使得拉力测量值偏小，当物体上升相同高度时，绳端移动的距离也相同，故滑轮组做的有用功相同，但测量出的总功偏小，导致测量的机械效率偏大。
(6)动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重以及绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间的摩擦会一定程度增大。同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大；但由于摩擦也在增大，故机械效率与物体重力的关系并不成正比，故B符合题意。

1. (2025·安徽)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为$40kg$的物体沿竖直方向匀速提升$3m$，此过程中滑轮的机械效率为$80\%$，$g$取$10N/kg$。求：
(1)物体受到的重力大小。
(2)工人所做的有用功。
(3)工人所做的总功。

答案： 1.解：
(1)物体受到的重力大小$G = mg = 40kg×10N/kg = 400N$。
(2)工人所做的有用功$W_{有}=Gh = 400N×3m = 1200J$。
(3)根据机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$，可得工人所做的总功$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta} = \frac{1200J}{80\%} = 1500J$。