题目
图甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将总重为6N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F。弹簧测力计的示数如图乙所示则：
（1）钩码上升的高度是____cm；
（2）拉力F做的功是____J；
（3）滑轮组机械效率是____%；
（4）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将______。（填“增大”“减小”或“不变”） |
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题型：实验题难度：中档来源：北京模拟题
所属题型：实验题
试题难度系数：中档
答案
（1）8
（2）0.576
（3）83.3
（4）增大 |
考点梳理
初中二年级物理试题“图甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测力计”旨在考查同学们对
滑轮（组）的机械效率、
功的计算、
长度的测量及刻度尺的使用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 滑轮（组）的机械效率
- 功的计算
- 长度的测量及刻度尺的使用
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1.影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：
若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2.提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：功的计算
功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。
以下三种情况下力对物体不做功：
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。
功的计算公式：
在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
公式计算时常考注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
功的工作原理：
使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。
考点名称：长度的测量及刻度尺的使用
特殊的长度测量：
在测量长度的过程中，经常会遇到一些不好直接测量或由于物体形状特殊无法直接测量的问题，如细铜丝的直径、圆柱体的周长、硬币的直径、油筒内最长的直线、电线杆的高度等
测量方法汇总：
一、测多算少法
由于测量工具精确度的限制，某些微小量，无法直接测量，在测量时，可以把若干个相同的微小量，集中起来，做为一个整体进行测量，将测出的总量除以微小量的个数，就可以得出被测量的值，这种测量方法叫做“测多算少法”。
例如：用普通的毫米刻度尺测一张纸的厚度，我们可以先用刻度尺去测100张同样纸的厚度。然后用这个数值除以100，即得出一张纸的厚度。再如：测量细铜丝的直径，可以把细铜丝在铅笔上紧密排绕成线圈，用刻度尺测出线圈的长度，并数出圈数，然后用线圈的长度除以圈数，即得细铜丝的直径。
二、量小求大法
由于被测量物体的长度远远超过了刻度尺的最大测量值，不便于用刻度尺测量，可先选取一个小物体或一小部分，用刻度尺测取其长度，然后设法测出大物体与小物体（或小部分）的倍数关系，最后根据这一倍数关系求得大物体的长度，这种测量方法被称为“量小求大法”。
例如：测一大卷粗细均匀的细铜线的长度。由于细铜线长度数值非常大，远远超出了普通刻度尺的最大测量值，不便于直接测量。我们可以先截取一小段细铜线，用刻度尺测出其长度为L，然后用天平分别测出所有细铜线的质量和截取的小段细铜线质量，两者相除求得其倍数关系为n，则这一大卷细铜线的总长度为nL。又如：测量操场跑道的长度，普通刻度尺无能为力，可以用刻度尺设法测出自行车轮子的周长，然后骑自行车绕跑道一圈，数出轮子转过的圈数，用圈数乘以轮子的周长，即为操场跑道的长度。
三、变曲为直法
长度测量时，要求刻度尺应紧靠被测物体，在实际测量中，有些长度并非直线，如地图上铁路或河流的长度、圆柱体的周长等，无法直接测量，可以借助于易弯曲但弹性不大的细棉线等，与被测物体紧密接触，然后量出细棉线的长度即可，此种方法被称为“变曲为直法”。
例如：要测量地图上北京到上海铁路线的长度，我们可以找一根细棉线，使其与地图上北京到上海铁路线完全重叠，并在棉线的两端做上标记，拉直棉线，用刻度尺测出标记间距离即为地图上两地间的距离，借助于比例尺我们还可以求出两地间铁路线的实际长度。又如：测量圆柱体的周长，我们可以借助于纸带或细棉线，平行于圆柱体横截面紧紧围住圆柱体，在重叠处做标记，展开纸带或细棉线，用刻度尺测出标记间的距离，即为圆柱体的周长。
四、化暗为明法
有些物体的长度不是明显的暴露在外面，而是隐含在物体内部或凹部，无法用刻度尺测量，我们可以借助于其它工具或方法，使该长度显露出来，这种方法被称为“化暗为明法”。
例如：不借助于任何其它仪器，不经任何计算利用粉笔和长度足够的刻度尺，测出长方体内最长的直线距离。长方体内最长的直线距离为其斜对角线的长度，即图甲中AG、BA、CE、DF中的任意一条，但由于位于长方体内部，无法直接测量，具体办法是：用粉笔在地面上依EFGH顺序把下表面的长方形画出来，设其为E′F′G′H′，然后将长方体向右平移，使H′G′与EF重合，如图乙所示：此时的AF′或BE′即为长方体内量长的直线距离。已经显露在外，可以直接测量了。又如：测一小口容器的深度，可用一直杆竖直插入到容器的底部，在与容器口相平处做一标记，然后用刻度尺量出标记到杆端的距离即为该容器的深度。
五、卡测法
对于部分形状规则的物体，某些长度端点位置模糊，或不易确定，如圆柱体、乒乓球的直径，圆锥体的高等，需要借助于三角板或桌面将待测物体卡住，把不可直接测量的长度转移到刻度尺上，从而直接测出该长度，这种测量方法叫做“卡测法”。如：圆柱体直径测量方法如下图。
六、构造相似三角形法（数理结合法）
对于某些较高的树木或建筑物等，由于不能分割或攀登，可以借助于一长度可测的木杆或人自身的高度，根据物体与影长构造出两个相似三角形，然后利用相似三角形的性质求得树木或建筑物的高度，此种方法称为“构造相似三角形法”。
刻度尺的正确使用方法：
会看：
看零刻线：看刻度尺的零刻线是否磨损，如己磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。
看量程：即看刻度尺的测量范围是否满足要求。
看最小分度值：分度值反映了刻度尺的准确程度。它决定刻度尺的精确度和测量结果的有效值。
会量：
刻度尺要放正，要沿着所测量的长度，零刻线（或者其他清晰的刻度）对准起始位置，有刻线的一边要紧靠被测物体。
会读：
视线要与尺面垂直，读出准确值后，还要估读到分度值的下一位数。测量结果=准确值+估计值+单位。
刻度尺的使用技巧：
（一）对刻度尺要“三查”．
在实验的测量以前，应养成首先检查测量工具即刻度尺的习惯，对刻度尺的检查包括三点：一查刻度尺的尺身是否平直，刻度是否均匀，刻线是否清晰；二查刻度尺的零刻度的位置，若零刻度在刻度尺的端头，应检查端头是否已磨损；三查，即弄清相邻两条刻线所代表的长度（刻度尺的最小刻度值）以及刻度尺一次能测出的最大长度．
（二）使用刻度尺要“五会”
(1)会认．即正确认识刻度尺的零刻度、最小刻度、测量范围；(2)会放．把刻度尺的刻度尽可能与被测物体接近，不能歪斜；(3)会看．读数时，视线应垂直于被测物体与刻度尺；(4)会读．除读出最小刻度以上各位数字外，还应估读最小刻度下一位的数字；(5)会记．记录的测量数据，包括准确值、估计值以及单位（没有单位的数值是毫无意义的）．
（三）使用刻度尺测量长度应做到“五要”
一要根据被测物体的实际情况和所要达到的测量准确程度，选择适当的测量工具，例如，要测量桌面的长度，只需估读到毫米，可选用最小刻度是厘米的刻度尺；要安装窗玻璃，需准确读到毫米，就应选用最小刻度是毫米的钢板尺或者钢卷尺等．此外，工厂中或实验室中还有用“游标卡尺”和“千分尺”即螺旋测微器来精确测量的．
二要根据被测物体的特点，选择适当的测量方法．用刻度尺测量物体的长度，有“基本测量法”和“特殊测量法”．例如，欲测物理课本的长或宽，就可用刻度尺对它进行直接测量，这种方法是基本测量法，还有一些情况，不能直接用刻度尺测量，而需用刻度尺对物体的长度进行间接测量，或利用特殊工具进行测量，这种方法，是特殊测量法，例如，欲测圆锥体的高或墨水瓶的高，则要用三角板和刻度尺配合测量；欲测曲线的长度，则先用棉线量出曲线的长度，然后再用刻度尺测量棉线的长，就是曲线的长度（化曲为直测量法）；将圆纸板在曲线上滚动，记下始点、终点和圈数，测出圆纸板的周长，就可算出这条曲线的长度（滚轮测量法）；欲测出教科书每页纸的厚度，可将教科书压紧，测出书的厚度就可算出每页纸的厚度（积累测量法），等等，这些都属于特殊测量法．
三要能正确地读数，测量时，刻度尺刻度的一面要紧靠被测物体，并且不要歪斜；读数时，视线与尺面刻度的一边要垂直，不要偏左、偏右，也不要偏高、偏低，要能根据刻度尺的最小刻度，正确读出测量结果的准确值和估计值．
四要能正确记录测量结果，记录测量结果必须写出单位．
五要能正确地计算平均值，为使测量准确，测量长度常用多次测量.
