12. 如图所示,一重 18 N 的物体挂在杠杆中点处,现用竖直向上的力匀速拉动质量均匀的杠杆,让重物缓慢升高 0.1 m,拉力大小$F=10\ \mathrm{N}$,拉力移动的距离为 0.2 m,不计转轴处的摩擦。拉力所做的功为J,有用功为J,杠杆的机械效率为,杠杆所受的重力为N。

12.2 1.8 90% 2

【分析】
要解决本题，需掌握总功、有用功、机械效率的计算方法，结合杠杆特点分析额外功的来源：拉力做的功为总功，提升物体做的功为有用功，不计摩擦时额外功是克服杠杆自身重力做的功，均匀杠杆的重心在中点，可据此计算杠杆重力。
【解析】
1. 总功计算：拉力做的功是总功，公式为$W_{总}=Fs$，代入数据得$W_{总}=10\ \mathrm{N} × 0.2\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{J}$；
2. 有用功计算：提升物体做的功为有用功，公式为$W_{有用}=G_{物}h_{物}$，代入数据得$W_{有用}=18\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}=1.8\ \mathrm{J}$；
3. 机械效率计算：机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，代入数据得$\eta=\frac{1.8\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{J}} × 100\%=90\%$；
4. 杠杆重力计算：额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有用}=2\ \mathrm{J}-1.8\ \mathrm{J}=0.2\ \mathrm{J}$，不计摩擦时额外功是克服杠杆自身重力做的功，均匀杠杆重心在中点，物体在中点，故杠杆重心升高高度等于物体升高高度$h_{杆}=0.1\ \mathrm{m}$，由$W_{额}=G_{杆}h_{杆}$得$G_{杆}=\frac{W_{额}}{h_{杆}}=\frac{0.2\ \mathrm{J}}{0.1\ \mathrm{m}}=2\ \mathrm{N}$。
【答案】
2；1.8；90%；2
【知识点】
功的计算；机械效率；杠杆重力计算
【点评】
本题考查功、机械效率及杠杆相关计算，关键是明确额外功的来源，结合杠杆特点分析重心高度，需掌握基础公式的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5

13. 如图所示，工人师傅用沿斜面(长4 m，高1 m)向上，大小为600 N的推力F，将重1 800 N的货物从斜面底端匀速推至顶端，用时8 s。斜面的机械效率为________，推力F做功的功率为________，货物受到斜面对它的摩擦力为________。

13.75% 300 W 150 N

【分析】
要解决这道题，需明确斜面相关物理量的计算逻辑：
1. 机械效率：需区分有用功（克服货物重力做的功）和总功（推力做的功），利用公式η=W有/W总×100%计算；
2. 功率：推力做功的功率等于总功除以做功时间，公式为P=W总/t；
3. 摩擦力：额外功是克服斜面摩擦力做的功，由W额=W总-W有，结合W额=fs可推导摩擦力f=(W总-W有)/s。
【解析】
已知：斜面长s=4m，高h=1m，推力F=600N，物重G=1800N，时间t=8s。
1. 计算有用功：W有=Gh=1800N×1m=1800J；
2. 计算总功：W总=Fs=600N×4m=2400J；
3. 计算机械效率：η=W有/W总×100%=1800J/2400J×100%=75%；
4. 计算推力做功的功率：P=W总/t=2400J/8s=300W；
5. 计算额外功：W额=W总-W有=2400J-1800J=600J；
6. 计算摩擦力：由W额=fs得，f=W额/s=600J/4m=150N。
【答案】
75% 300 W 150 N
【知识点】
斜面机械效率、功与功率计算、摩擦力计算
【点评】
本题是力学中斜面相关的基础计算题，核心是区分有用功、总功、额外功的概念，掌握对应公式即可解答，属于常规易得分题。
【难度系数】
0.6

14. 湖北是全国快递物流的中部核心枢纽，为了提高大件快递的运送效率，某物流中心引进了滑轮组。如图所示，工人用100 N的拉力F搬运重1 200 N的物体A，物体A沿水平方向匀速移动3 m，移动过程中受到的摩擦力为总重的0.2倍。不计滑轮重及绳轮间的摩擦，该滑轮组的机械效率为$\underline{\hspace{3em}}$。

14.80%

【分析】
本题为水平滑轮组的机械效率计算问题，需明确水平滑轮组的有用功是克服物体受到的摩擦力做的功，总功是拉力做的功。首先根据总重计算摩擦力，再确定承担摩擦力的绳子段数，最后利用机械效率公式代入数值计算。
【解析】
1. 计算物体A受到的摩擦力：已知摩擦力为总重的0.2倍，总重$G_{总}=1200\ \mathrm{N}$，因此摩擦力$f=0.2G_{总}=0.2×1200\ \mathrm{N}=240\ \mathrm{N}$。
2. 确定承担摩擦力的绳子段数：由图可知，动滑轮上有3段绳子承担摩擦力，即$n=3$。
3. 计算机械效率：水平滑轮组的有用功$W_{有}=f× s_{物}$，总功$W_{总}=F× s_{绳}$，且绳子自由端移动距离$s_{绳}=n× s_{物}$。因此机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{f× s_{物}}{F× s_{绳}}=\frac{f× s_{物}}{F× n× s_{物}}=\frac{f}{nF}$。
代入数值：$\eta=\frac{240\ \mathrm{N}}{3×100\ \mathrm{N}}=0.8=80\%$。
【答案】
80%
【知识点】
滑轮组机械效率、水平滑轮组、摩擦力计算
【点评】
本题考查水平滑轮组的机械效率计算，核心是区分水平与竖直滑轮组的有用功来源（水平为克服摩擦力，竖直为克服重力），并正确确定绳子段数，属于中等难度的滑轮组应用问题。
【难度系数】
0.5

15. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小楚利用如图所示的甲、乙两组滑轮组进行了4次测量，并将数据记录在表格中。
| 序号 | 钩码重
$G/\mathrm{N}$ | 钩码上升
距离$h/\mathrm{m}$ | 弹簧测力计
示数$F/\mathrm{N}$ | 弹簧测力计上
升距离$s/\mathrm{cm}$ | 机械效
率$\eta/\%$ |
| ---- | --------------------- | --------------------------- | ----------------------------- | ---------------------------------- | --------------------- |
| 1 | 2 | 0.1 | 1.4 | 0.3 | 47.6 |
| 2 | 2 | 0.2 | 1.4 | 0.6 | 47.6 |
| 3 | 4 | 0.1 | 3.1 | 0.2 | 64.5 |
| 4 | 6 | 0.1 | 4.0 | 0.2 | |
(1)实验中需要的测量工具有 和 。
(2)第1次实验中的额外功为 $\mathrm{J}$，第4次实验中的机械效率为 。
(3)分析1、2两次实验数据，可知小楚是利用滑轮组 完成实验的。对比实验数据可以得出：滑轮组的机械效率与 无关。

15.(1)弹簧测力计 刻度尺
(2)0.22 75%
(3)甲 物体上升距离(绳端移动距离)

【分析】
要解决这道题，需结合测量滑轮组机械效率的实验原理、公式及滑轮组特点分析：
1. 实验工具：根据机械效率公式η=W有/W总=Gh/(Fs)，需测量钩码重G、钩码上升高度h、拉力F、绳端移动距离s，对应工具为弹簧测力计和刻度尺。
2. 功与机械效率计算：额外功=总功-有用功，机械效率=有用功/总功×100%，代入对应数据计算即可。
3. 滑轮组判断与机械效率影响因素：根据s=nh（n为承担物重的绳子段数），由s与h的比值确定滑轮组；对比实验数据，控制变量分析机械效率的影响因素。
【解析】
(1) 测量滑轮组机械效率的公式为η=W有/W总=Gh/(Fs)，实验中需测量钩码重力G（弹簧测力计）、钩码上升高度h（刻度尺）、拉力F（弹簧测力计）、绳端移动距离s（刻度尺），故测量工具为弹簧测力计和刻度尺。
(2) 第1次实验：有用功W有1=G1h1=2N×0.1m=0.2J，总功W总1=F1s1=1.4N×0.3m=0.42J，额外功W额1=W总1-W有1=0.42J-0.2J=0.22J；第4次实验：W有4=G4h4=6N×0.1m=0.6J，W总4=F4s4=4.0N×0.2m=0.8J，机械效率η4=(W有4/W总4)×100%=(0.6J/0.8J)×100%=75%。
(3) 由s=nh，第1次n=s1/h1=0.3m/0.1m=3，对应甲滑轮组；对比1、2次实验，滑轮组相同、钩码重相同，物体上升距离不同但机械效率相同，故机械效率与物体上升距离（或绳端移动距离）无关。
【答案】
(1)弹簧测力计 刻度尺
(2)0.22 75%
(3)甲 物体上升距离(绳端移动距离)
【知识点】
测量滑轮组的机械效率、机械效率的计算、滑轮组的特点
【点评】
本题围绕测量滑轮组机械效率的实验展开，涵盖实验工具、功与机械效率计算、实验数据分析等核心考点，需学生掌握机械效率公式及滑轮组的s-h关系，是初中物理力学的常规实验题。
【难度系数】
0.5