簡單機械是日常生活、生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的工具，而探究簡單機械效率的實驗題也是歷年各地中考試卷中不可或缺的內容。在初中物理中經(jīng)常涉及到的簡單機械主要有滑輪組、杠桿和斜面，下面筆者就近二年出現(xiàn)的之相關的實驗探究題與大家共同分享。

　　1．探究滑輪組的機械效率

　　例1（2010·安順）在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某同學用如圖1所示的同一滑輪組分別做了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

　　（1）寫出表中標有編號①、②和③的空格處的數(shù)據(jù)？

　?。?SPAN>2）在實驗操作中應該怎樣拉動彈簧測力計？

　　（3）分析實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組的機械效率主要與什么因素有關？為什么？

　　（4）不同滑輪組的機械效率又與其它哪些因素有關呢？（列舉一例）

　　分析：（1）由第二次實驗數(shù)據(jù)可知，鉤碼重G_２＝4Ｎ鉤碼上升的距離為h_２＝5cm=0．05m，因此做的有用功為W_有2＝Ｇ_２h_２＝4Ｎ×0．05m=0．2J；彈簧測力計的示數(shù)，即拉力的大小為Ｆ_２＝1．5Ｎ，拉力移動的距離為Ｓ_２＝15cm0．15m。因此做的總功為Ｗ_總2＝F_２S_２＝1．5N×0．15m＝0．225J，因此在第二次的實驗中滑輪組的機械效率為η＝％=％=88．9％。由圖可知，在第三次實驗中彈簧測力計的示數(shù)為Ｆ_３＝2．2Ｎ，由于動滑輪有三股繩子承擔，因此拉力移動的距離（S_３），應該是鉤碼上升的高度（h₃＝10cm）的三倍,即Ｓ_３＝nh₃＝3×10cm＝30cm。

　?。?SPAN>2）為了測出滑輪組在拉動物體時的機械效率，因此在實驗中應勻速向上拉動彈簧測力計。

　?。?SPAN>3）由表格中三次實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，當物重由2N增加為4N、6N后，滑輪組的機械效率由83．3％增加到88．9％、90．9％，說明同一滑輪組的機械效率主要跟物重有關，物重增加，機械效率變大。

　?。?SPAN>4）影響滑輪組的機械效率除了物重之外，還跟影響額外功的動滑輪的重、繩重以及輪與軸間的摩擦有關。

　　2．探究斜面的機械效率

　　例2（2010·三明）斜面是一種簡單機械，生活中人們常常利用它來省力。小明想探究“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度的關系”。于是他找來木塊A．長木扳B．三個高度不同的長方體C和一把彈簧測力計進行實驗，實驗裝置如圖2所示。

　?。?SPAN>1）除上述器材外，小明要完成實驗還需要的一種器材是              ；

　?。?SPAN>2）在實驗過程中，應沿斜面向上拉動木塊，使木塊做               運動；

　　（3）實驗記錄數(shù)據(jù)如下表，則第3次實驗時斜面的機械效率為           ；

　?。?SPAN>4）分析比較下表中的實驗數(shù)據(jù)，可得到的結論是：斜面越陡                。

　　分析：（１）在探究斜面機械效率的實驗中，需要分別測出拉力、重力、物體移動的距離和上升的高度，因此除了需要圖2中的測量力的工具（彈簧測力計），還需測量長度的工具──刻度尺。（2）為了能夠準確地測出拉動物體的力，應使木塊在斜面上做勻速直線移運動。（3）根據(jù)第三次實驗數(shù)據(jù)可知，有用功為W_有3=G₃h₃=5Ｎ×0．3m=1．5J，總功為W_總3= F₃S₃=4．2Ｎ×0．5m=2．1J，則機械效率為η＝％=％=71．4％。（４）分析表中的數(shù)據(jù)可知，隨著斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率由60．6％增加到65．8％、71．4％，，即斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高

　　3．探究杠桿的機械效率

　　例3（2009·江蘇）用如圖3所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。

　?。?SPAN>1）實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測力計的示數(shù)F為      N，鉤碼總重G為1．0N，鉤碼上升高度h為0．1m，測力計移動距離s為0．3m，則杠桿的機械效率為     %。請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因：     。

　?。?SPAN>2）為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？答：        ；

　　請簡要說明兩條理由：①           ；②          ．

　　分析：（1）由圖3可知，此時彈簧測力計的示數(shù)為F=0．5N，則做的有用功為W_有=Gh=1N×0．1m=0．1J，總功為W_總=0．5N×0．3m=0．15J，因此杠桿的機械效率為η＝％=％=66．7％。在使用杠桿提升物體時，杠桿也被提升，因此克服杠桿的自身的重也要做功，以及在杠桿轉功的過程中，也要克服摩擦而做功，這些都屬于不需要而在使用杠桿時不得不做的額外功。

　?。?SPAN>2）根據(jù)表格可知，在實驗中雖然改變了所掛的鉤碼的重，但又將鉤碼分別掛在了A、B兩個位置，即沒有控制鉤碼在同一位置進行實驗，而且在實驗中只做二次實驗加以對比，實驗的結論具有偶然性，還不能總結出普遍的規(guī)律。因此是不能得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重效率越高”這一結論。