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7. 在建筑工地上，工人师傅用如图所示的滑轮组提升重物。用相同的滑轮绕成如图所示的甲、乙滑轮组，用它们分别将A、B物体匀速提升相同的高度。若两绳自由端的拉力$F$恰好相等，不计绳重和摩擦，则下列判断不正确的是(
A.物体重$G_{A}＜G_{B}$
B.滑轮组的机械效率$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
C.绳子自由端移动的距离$s_{甲}＞s_{乙}$
D.滑轮组的额外功$W_{额甲}=W_{额乙}$
A
)A.物体重$G_{A}＜G_{B}$
B.滑轮组的机械效率$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
C.绳子自由端移动的距离$s_{甲}＞s_{乙}$
D.滑轮组的额外功$W_{额甲}=W_{额乙}$
答案
7. A
解析
【分析】
解题时首先要先确定两个滑轮组承担物重的绳子段数：观察甲图，动滑轮上共有3段绳子，即n甲=3；乙图动滑轮上共有2段绳子，即n乙=2。接下来结合不计绳重和摩擦的条件，利用滑轮组拉力公式F=(G物+G动)/n，已知拉力F相等、动滑轮重力G动相同，变形得到G物=nF-G动，就可以比较两个物体的重力大小。之后再分别结合s=nh的距离公式、额外功的来源、机械效率的推导式，逐一判断剩余选项的正误，最终选出描述不正确的选项。
【解析】
1. 推导物重关系：不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力满足$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，变形可得$G_{物}=nF-G_{动}$。已知两绳自由端拉力F相等，两个滑轮组的动滑轮完全相同，即$G_{动}$相等：
代入段数得$G_A=3F-G_{动}$，$G_B=2F-G_{动}$，显然$G_A＞G_B$，因此选项A“物体重$G_A＜G_B$”的描述错误。
2. 判断选项C：绳子自由端移动距离满足$s=nh$，两物体提升高度h相同，$n_甲=3＞n_乙=2$，因此$s_甲=3h$，$s_乙=2h$，可得$s_甲＞s_乙$，该描述正确。
3. 判断选项D：不计绳重和摩擦时，额外功全部来自克服动滑轮重力做的功，即$W_额=G_{动}h$，由于$G_{动}$相同、提升高度h相同，因此$W_{额甲}=W_{额乙}$，该描述正确。
4. 判断选项B：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}$，已知额外功$W_额$相等，且$G_A＞G_B$，因此甲的有用功$W_{有甲}=G_A h$大于乙的有用功$W_{有乙}=G_B h$，甲的有用功占总功的比例更高，即$\eta_甲＞\eta_乙$，该描述正确。
综上，描述不正确的是选项A。
【答案】A
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组距离规律，滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组的综合辨析题，核心考点是不计绳重摩擦时滑轮组的相关规律应用，易错点是数错承担物重的绳子段数，或是混淆物重和机械效率的对应关系，解题时先明确n的数值，再结合推导式逐一比对选项即可快速得到结论。
【难度系数】
0.6
解题时首先要先确定两个滑轮组承担物重的绳子段数：观察甲图，动滑轮上共有3段绳子，即n甲=3；乙图动滑轮上共有2段绳子，即n乙=2。接下来结合不计绳重和摩擦的条件，利用滑轮组拉力公式F=(G物+G动)/n，已知拉力F相等、动滑轮重力G动相同，变形得到G物=nF-G动，就可以比较两个物体的重力大小。之后再分别结合s=nh的距离公式、额外功的来源、机械效率的推导式，逐一判断剩余选项的正误，最终选出描述不正确的选项。
【解析】
1. 推导物重关系：不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力满足$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，变形可得$G_{物}=nF-G_{动}$。已知两绳自由端拉力F相等，两个滑轮组的动滑轮完全相同，即$G_{动}$相等：
代入段数得$G_A=3F-G_{动}$，$G_B=2F-G_{动}$，显然$G_A＞G_B$，因此选项A“物体重$G_A＜G_B$”的描述错误。
2. 判断选项C：绳子自由端移动距离满足$s=nh$，两物体提升高度h相同，$n_甲=3＞n_乙=2$，因此$s_甲=3h$，$s_乙=2h$，可得$s_甲＞s_乙$，该描述正确。
3. 判断选项D：不计绳重和摩擦时，额外功全部来自克服动滑轮重力做的功，即$W_额=G_{动}h$，由于$G_{动}$相同、提升高度h相同，因此$W_{额甲}=W_{额乙}$，该描述正确。
4. 判断选项B：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}$，已知额外功$W_额$相等，且$G_A＞G_B$，因此甲的有用功$W_{有甲}=G_A h$大于乙的有用功$W_{有乙}=G_B h$，甲的有用功占总功的比例更高，即$\eta_甲＞\eta_乙$，该描述正确。
综上，描述不正确的是选项A。
【答案】A
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组距离规律，滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组的综合辨析题，核心考点是不计绳重摩擦时滑轮组的相关规律应用，易错点是数错承担物重的绳子段数，或是混淆物重和机械效率的对应关系，解题时先明确n的数值，再结合推导式逐一比对选项即可快速得到结论。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示，工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力，将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为
3 000
J，斜面的机械效率为75%
，物体在斜面上受到的摩擦力为250
N。答案
8. 3 000 75% 250
解析
【分析】
这道题是斜面相关的功和机械效率计算，我们可以按三步思路解题：第一步明确有用功的定义，使用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，直接代入重力和斜面高度的数值计算即可；第二步推力做的功是总功，代入推力大小和斜面长度算出总功后，用有用功除以总功就能得到斜面的机械效率；第三步，额外功是总功和有用功的差值，这里的额外功全部用来克服斜面对物体的摩擦力做功，利用额外功等于摩擦力乘以斜面长度的关系，就可以反推出摩擦力的大小。
【解析】
1. 计算有用功：
提升物体做的有用功是克服物体重力做功，公式为$W_{\mathrm{有}} = Gh$，代入已知条件$G=2000\ \mathrm{N}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，可得：
$W_{\mathrm{有}} = 2000\ \mathrm{N} × 1.5\ \mathrm{m} = 3000\ \mathrm{J}$
2. 计算总功和机械效率：
推力做的总功公式为$W_{\mathrm{总}} = Fs$，代入已知条件$F=1000\ \mathrm{N}$，$s=4\ \mathrm{m}$，可得：
$W_{\mathrm{总}} = 1000\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m} = 4000\ \mathrm{J}$
斜面的机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$，代入数值：
$\eta = \frac{3000\ \mathrm{J}}{4000\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
3. 计算物体受到的摩擦力：
克服摩擦力做的额外功$W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 4000\ \mathrm{J} - 3000\ \mathrm{J} = 1000\ \mathrm{J}$
由$W_{\mathrm{额}} = fs$可得摩擦力：
$f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{1000\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}} = 250\ \mathrm{N}$
【答案】
3000；75%；250
【知识点】
有用功计算，斜面机械效率，额外功求摩擦力
【点评】
本题属于斜面机械效率的基础常规计算题，核心是区分清楚提升物体场景下的有用功、总功和额外功的含义，易错点是部分同学会错误用推力直接减去重力来计算摩擦力，要牢记通过功的差值先求额外功，再推导摩擦力的方法，是机械效率板块的经典基础题型。
【难度系数】
0.7
这道题是斜面相关的功和机械效率计算，我们可以按三步思路解题：第一步明确有用功的定义，使用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，直接代入重力和斜面高度的数值计算即可；第二步推力做的功是总功，代入推力大小和斜面长度算出总功后，用有用功除以总功就能得到斜面的机械效率；第三步，额外功是总功和有用功的差值，这里的额外功全部用来克服斜面对物体的摩擦力做功，利用额外功等于摩擦力乘以斜面长度的关系，就可以反推出摩擦力的大小。
【解析】
1. 计算有用功：
提升物体做的有用功是克服物体重力做功，公式为$W_{\mathrm{有}} = Gh$，代入已知条件$G=2000\ \mathrm{N}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，可得：
$W_{\mathrm{有}} = 2000\ \mathrm{N} × 1.5\ \mathrm{m} = 3000\ \mathrm{J}$
2. 计算总功和机械效率：
推力做的总功公式为$W_{\mathrm{总}} = Fs$，代入已知条件$F=1000\ \mathrm{N}$，$s=4\ \mathrm{m}$，可得：
$W_{\mathrm{总}} = 1000\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m} = 4000\ \mathrm{J}$
斜面的机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$，代入数值：
$\eta = \frac{3000\ \mathrm{J}}{4000\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
3. 计算物体受到的摩擦力：
克服摩擦力做的额外功$W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 4000\ \mathrm{J} - 3000\ \mathrm{J} = 1000\ \mathrm{J}$
由$W_{\mathrm{额}} = fs$可得摩擦力：
$f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{1000\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}} = 250\ \mathrm{N}$
【答案】
3000；75%；250
【知识点】
有用功计算，斜面机械效率，额外功求摩擦力
【点评】
本题属于斜面机械效率的基础常规计算题，核心是区分清楚提升物体场景下的有用功、总功和额外功的含义，易错点是部分同学会错误用推力直接减去重力来计算摩擦力，要牢记通过功的差值先求额外功，再推导摩擦力的方法，是机械效率板块的经典基础题型。
【难度系数】
0.7
9. 某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为$P_{1}$，效率为$\eta_{1}$，第二种方法搬书的功率为$P_{2}$，效率为$\eta_{2}$，用这两种方法搬书的有用功分别为$W_{1}$、$W_{2}$，则(
A.$W_{1}=W_{2}$，$\eta_{1}＞\eta_{2}$
B.$P_{1}＞P_{2}$，$W_{1}＜W_{2}$
C.$P_{1}＜P_{2}$，$\eta_{1}＜\eta_{2}$
D.$P_{1}＞P_{2}$，$\eta_{1}=\eta_{2}$
A
)A.$W_{1}=W_{2}$，$\eta_{1}＞\eta_{2}$
B.$P_{1}＞P_{2}$，$W_{1}＜W_{2}$
C.$P_{1}＜P_{2}$，$\eta_{1}＜\eta_{2}$
D.$P_{1}＞P_{2}$，$\eta_{1}=\eta_{2}$
答案
9. A
解析
【分析】
我们可以分三步逐步推导解题：第一步先明确搬书的目的是将全部书运到楼上，有用功就是克服书的总重力做的功，两种方法搬运的书总质量相同、上楼高度一致，根据W有=G书h就能直接判断有用功的大小关系。第二步分析额外功，这里的额外功是不需要但不得不做的功，也就是每次上楼克服人自身重力做的功：第一种方法人只上楼1次，第二种方法人需要上楼2次，显然第二种方法额外功更大，再结合机械效率公式η=W有/W总，就能得到效率的大小关系。第三步结合上楼速度相同的条件，得到两种方法的总上楼时间，代入功率公式即可验证功率的大小关系，最后匹配选项就能得到正确结果。
【解析】
1. 比较有用功：
两种方法中，书的总重力G书完全相同，上楼的高度h也一致，有用功是克服书的重力做的功，满足W有=G书h，因此W₁=W₂，直接排除B选项。
2. 比较额外功和机械效率：
额外功是克服人自身重力G人做的功：
第一种方法人仅上楼1次，额外功W额₁=G人h；
第二种方法人需要上楼2次，额外功W额₂=2G人h，因此W额₂＞W额₁。
总功满足W总=W有+W额，因此W总₂＞W总₁。
机械效率η=W有/W总，在有用功W₁=W₂的前提下，总功越小机械效率越高，因此η₁＞η₂，排除C、D选项。
3. 验证功率关系：
已知上楼速度v相同，第一种方法总用时t₁=h/v，第二种方法两次上楼总用时t₂=2h/v。
代入功率公式P=W总/t：
$P_1=\frac{W_{总1}}{t_1}=\frac{G_书h+G_人h}{h/v}=v(G_书+G_人)$
$P_2=\frac{W_{总2}}{t_2}=\frac{G_书h+2G_人h}{2h/v}=v(\frac{G_书}{2}+G_人)$
显然P₁＞P₂，进一步验证推导结论正确。
综上只有A选项符合所有推导结果。
【答案】A
【知识点】
有用功与额外功，机械效率，功率计算
【点评】
本题是功和机械效率的典型基础应用题，易错点是容易忽略分两次搬书时人多上楼一次，额外功会翻倍，进而误判机械效率的大小，解题时紧扣“有用功由搬运目的决定”的核心逻辑，逐层推导额外功、总功、效率和功率的关系即可顺利解题。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步逐步推导解题：第一步先明确搬书的目的是将全部书运到楼上，有用功就是克服书的总重力做的功，两种方法搬运的书总质量相同、上楼高度一致，根据W有=G书h就能直接判断有用功的大小关系。第二步分析额外功，这里的额外功是不需要但不得不做的功，也就是每次上楼克服人自身重力做的功：第一种方法人只上楼1次，第二种方法人需要上楼2次，显然第二种方法额外功更大，再结合机械效率公式η=W有/W总，就能得到效率的大小关系。第三步结合上楼速度相同的条件，得到两种方法的总上楼时间，代入功率公式即可验证功率的大小关系，最后匹配选项就能得到正确结果。
【解析】
1. 比较有用功：
两种方法中，书的总重力G书完全相同，上楼的高度h也一致，有用功是克服书的重力做的功，满足W有=G书h，因此W₁=W₂，直接排除B选项。
2. 比较额外功和机械效率：
额外功是克服人自身重力G人做的功：
第一种方法人仅上楼1次，额外功W额₁=G人h；
第二种方法人需要上楼2次，额外功W额₂=2G人h，因此W额₂＞W额₁。
总功满足W总=W有+W额，因此W总₂＞W总₁。
机械效率η=W有/W总，在有用功W₁=W₂的前提下，总功越小机械效率越高，因此η₁＞η₂，排除C、D选项。
3. 验证功率关系：
已知上楼速度v相同，第一种方法总用时t₁=h/v，第二种方法两次上楼总用时t₂=2h/v。
代入功率公式P=W总/t：
$P_1=\frac{W_{总1}}{t_1}=\frac{G_书h+G_人h}{h/v}=v(G_书+G_人)$
$P_2=\frac{W_{总2}}{t_2}=\frac{G_书h+2G_人h}{2h/v}=v(\frac{G_书}{2}+G_人)$
显然P₁＞P₂，进一步验证推导结论正确。
综上只有A选项符合所有推导结果。
【答案】A
【知识点】
有用功与额外功，机械效率，功率计算
【点评】
本题是功和机械效率的典型基础应用题，易错点是容易忽略分两次搬书时人多上楼一次，额外功会翻倍，进而误判机械效率的大小，解题时紧扣“有用功由搬运目的决定”的核心逻辑，逐层推导额外功、总功、效率和功率的关系即可顺利解题。
【难度系数】
0.6
10. 如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为36 N的物体缓慢升高5 cm，拉力大小$F$为16 N，拉力移动的距离为12.5 cm，此过程中杠杆的机械效率为
90%
；若将重物的悬挂点$A$向右移动到$B$点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大
(填“变大”“变小”或“不变”)。(摩擦力可忽略不计)答案
10. 90% 变大
解析
【分析】
首先第一空求解杠杆的机械效率，根据机械效率的定义，机械效率是有用功与总功的比值：第一步先计算有用功，也就是提升重物所做的功，用公式W有=Gh计算；第二步计算总功，也就是拉力F做的功，用公式W总=Fs计算；最后将两个功的数值代入效率公式即可得到结果。第二空分析机械效率的变化：题目说明摩擦力可忽略，因此额外功仅来自克服杠杆自身重力做的功。当悬挂点从A向右移动到B，重物提升相同高度时，杠杆转过的角度更小，杠杆自身重心上升的高度会减小，克服杠杆自重做的额外功变小，而提升重物的有用功保持不变，结合效率公式就能判断出机械效率的变化趋势。
【解析】
1. 计算杠杆的机械效率：
已知重物重力G=36N，物体上升高度h=5cm=0.05m，拉力F=16N，拉力移动距离s=12.5cm=0.125m。
有用功为对重物做的功：$W_{\mathrm{有}} = Gh = 36\,\mathrm{N} × 0.05\,\mathrm{m} = 1.8\,\mathrm{J}$
总功为拉力做的功：$W_{\mathrm{总}} = Fs = 16\,\mathrm{N} × 0.125\,\mathrm{m} = 2\,\mathrm{J}$
杠杆的机械效率：$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.8\,\mathrm{J}}{2\,\mathrm{J}} × 100\% = 90\%$
2. 判断悬挂点右移后的机械效率变化：
摩擦力忽略时，额外功全部用来克服杠杆自身重力做功。悬挂点从A右移到B，重物提升相同高度时，杠杆自身重心上升的高度变小，因此额外功$W_{\mathrm{额}}$减小；而有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh$，重物重力G和提升高度h均不变，有用功不变。由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{有}}+W_{\mathrm{额}}}$可知，有用功占总功的比例变大，因此杠杆的机械效率将变大。
【答案】
90%；变大
【知识点】
杠杆机械效率；功的计算
【点评】
本题考查杠杆机械效率的基础计算和动态变化分析，易错点是分析悬挂点移动后额外功的变化，需要结合几何关系判断杠杆重心上升高度的改变，明确忽略摩擦时额外功仅来自杠杆自重，进而推导机械效率的变化，区分清楚有用功、总功、额外功的来源是解题的关键。
【难度系数】
0.6
首先第一空求解杠杆的机械效率，根据机械效率的定义，机械效率是有用功与总功的比值：第一步先计算有用功，也就是提升重物所做的功，用公式W有=Gh计算；第二步计算总功，也就是拉力F做的功，用公式W总=Fs计算；最后将两个功的数值代入效率公式即可得到结果。第二空分析机械效率的变化：题目说明摩擦力可忽略，因此额外功仅来自克服杠杆自身重力做的功。当悬挂点从A向右移动到B，重物提升相同高度时，杠杆转过的角度更小，杠杆自身重心上升的高度会减小，克服杠杆自重做的额外功变小，而提升重物的有用功保持不变，结合效率公式就能判断出机械效率的变化趋势。
【解析】
1. 计算杠杆的机械效率：
已知重物重力G=36N，物体上升高度h=5cm=0.05m，拉力F=16N，拉力移动距离s=12.5cm=0.125m。
有用功为对重物做的功：$W_{\mathrm{有}} = Gh = 36\,\mathrm{N} × 0.05\,\mathrm{m} = 1.8\,\mathrm{J}$
总功为拉力做的功：$W_{\mathrm{总}} = Fs = 16\,\mathrm{N} × 0.125\,\mathrm{m} = 2\,\mathrm{J}$
杠杆的机械效率：$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1.8\,\mathrm{J}}{2\,\mathrm{J}} × 100\% = 90\%$
2. 判断悬挂点右移后的机械效率变化：
摩擦力忽略时，额外功全部用来克服杠杆自身重力做功。悬挂点从A右移到B，重物提升相同高度时，杠杆自身重心上升的高度变小，因此额外功$W_{\mathrm{额}}$减小；而有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh$，重物重力G和提升高度h均不变，有用功不变。由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{有}}+W_{\mathrm{额}}}$可知，有用功占总功的比例变大，因此杠杆的机械效率将变大。
【答案】
90%；变大
【知识点】
杠杆机械效率；功的计算
【点评】
本题考查杠杆机械效率的基础计算和动态变化分析，易错点是分析悬挂点移动后额外功的变化，需要结合几何关系判断杠杆重心上升高度的改变，明确忽略摩擦时额外功仅来自杠杆自重，进而推导机械效率的变化，区分清楚有用功、总功、额外功的来源是解题的关键。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示，重300 N的物体在30 N的水平拉力$F$的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，物体和地面之间的摩擦力大小为45 N，则拉力做的有用功为
90
J，总功是180
J，机械效率为50%
，拉力$F$的功率为18
W。答案
11. 90 180 50% 18
解析
【分析】
这是水平滑轮组的功、功率与机械效率的计算问题，解题思路如下：
1. 先根据已知的物体运动速度和运动时间，利用速度公式s=vt计算出物体沿水平地面移动的距离。
2. 水平滑轮组的有用功是克服物体与地面之间的摩擦力做的功，代入W有=fs物即可算出有用功。
3. 观察滑轮组绕线，确定承担动滑轮拉力的绳子段数n，得到绳子自由端移动距离和物体移动距离的关系s绳=ns物，进而计算总功。
4. 利用机械效率定义式η=W有/W总计算机械效率，再利用P=W总/t计算拉力的功率。
【解析】
解：
1. 计算物体移动的距离：
已知物体速度v物=0.2m/s，运动时间t=10s，由v=s/t可得：
$s_{物} = v_{物} t = 0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m}$
2. 计算有用功：
水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功：
$W_{有} = f s_{物} = 45\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 90\ \mathrm{J}$
3. 确定绳子段数并计算总功：
由题图滑轮组绕线可知，承担动滑轮拉力的绳子段数n=3，因此绳子自由端移动距离：
$s_{绳} = n s_{物} = 3 × 2\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m}$
拉力做的总功：
$W_{总} = F s_{绳} = 30\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 180\ \mathrm{J}$
4. 计算机械效率：
$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% = \frac{90\ \mathrm{J}}{180\ \mathrm{J}} × 100\% = 50\%$
5. 计算拉力F的功率：
$P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{180\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 18\ \mathrm{W}$
【答案】
90；180；50%；18
【知识点】
水平滑轮组功计算，滑轮组机械效率，功率计算
【点评】
本题考查水平放置滑轮组的基础计算，需要注意区分水平滑轮组和竖直滑轮组的有用功差异：水平场景下有用功是克服摩擦力做功，而非克服物体重力做功，正确判断绳子段数是解题的核心，属于典型的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
这是水平滑轮组的功、功率与机械效率的计算问题，解题思路如下：
1. 先根据已知的物体运动速度和运动时间，利用速度公式s=vt计算出物体沿水平地面移动的距离。
2. 水平滑轮组的有用功是克服物体与地面之间的摩擦力做的功，代入W有=fs物即可算出有用功。
3. 观察滑轮组绕线，确定承担动滑轮拉力的绳子段数n，得到绳子自由端移动距离和物体移动距离的关系s绳=ns物，进而计算总功。
4. 利用机械效率定义式η=W有/W总计算机械效率，再利用P=W总/t计算拉力的功率。
【解析】
解：
1. 计算物体移动的距离：
已知物体速度v物=0.2m/s，运动时间t=10s，由v=s/t可得：
$s_{物} = v_{物} t = 0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m}$
2. 计算有用功：
水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功：
$W_{有} = f s_{物} = 45\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 90\ \mathrm{J}$
3. 确定绳子段数并计算总功：
由题图滑轮组绕线可知，承担动滑轮拉力的绳子段数n=3，因此绳子自由端移动距离：
$s_{绳} = n s_{物} = 3 × 2\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m}$
拉力做的总功：
$W_{总} = F s_{绳} = 30\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 180\ \mathrm{J}$
4. 计算机械效率：
$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% = \frac{90\ \mathrm{J}}{180\ \mathrm{J}} × 100\% = 50\%$
5. 计算拉力F的功率：
$P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{180\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 18\ \mathrm{W}$
【答案】
90；180；50%；18
【知识点】
水平滑轮组功计算，滑轮组机械效率，功率计算
【点评】
本题考查水平放置滑轮组的基础计算，需要注意区分水平滑轮组和竖直滑轮组的有用功差异：水平场景下有用功是克服摩擦力做功，而非克服物体重力做功，正确判断绳子段数是解题的核心，属于典型的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
12. 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关；
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是
(4)通过比较
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关；
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究，测得的实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向
匀速
缓慢向上拉动弹簧测力计。(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图
丙
的装置完成的，它的机械效率$\eta=$80%
。(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是
错误
(填“正确”或“错误”)的。(4)通过比较
1、2
(填实验序号)两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率
越低
。答案
12. (1)匀速
(2)丙 80%
(3)错误
(4)1、2
(5)越低
(2)丙 80%
(3)错误
(4)1、2
(5)越低
解析
【分析】
这是一道滑轮组机械效率的探究实验题，我们可以顺着设问逻辑逐步思考：
1. 第一问回忆实验操作的基本要求：只有匀速拉动弹簧测力计时，滑轮组处于平衡状态，测力计示数才等于真实拉力，读数准确。
2. 第二问先通过第3次实验的s、h数据算出承担物重的绳子段数，结合动滑轮重力的差异匹配对应装置，再代入机械效率定义式计算效率即可。
3. 第三问对比2、4两次实验的变量，两次仅提升高度不同，其余条件一致，通过效率是否相等就能判断猜想I是否成立。
4. 第四问要验证同一滑轮组物重越大效率越高，需要控制动滑轮重力相同、改变物重，从表格里筛选符合控制变量要求的实验组即可。
5. 第五问对比2、3两次实验的变量和效率结果，就能直接得出对应结论。
【解析】
(1) 实验时沿竖直方向匀速缓慢向上拉动弹簧测力计，可保证滑轮组处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，测得的拉力数值准确。
(2) 第3次实验中动滑轮总重力更大，匹配图丙的装置；代入机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入对应实验数据计算可得机械效率为80%。
(3) 2、4两次实验仅物体提升高度不同，其余条件完全一致，两次实验的机械效率相等，说明滑轮组机械效率和物体提升高度无关，因此猜想I是错误的。
(4) 要得到“同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高”的结论，需要控制动滑轮重力相同、改变提升物重，符合要求的是1、2两次实验。
(5) 2、3两次实验提升的重物重力相同，动滑轮重力不同，动滑轮更重的第3次实验机械效率更低，因此可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
【答案】
(1)匀速
(2)丙 80%
(3)错误
(4)1、2
(5)越低
【知识点】
滑轮组机械效率测量，控制变量法，机械效率计算
【点评】
本题属于机械效率探究的基础常规实验题，核心考察控制变量法在探究实验中的应用，同时结合实验操作规范和效率计算，考点覆盖全面，只要理清不同猜想对应的变量控制逻辑，就可以顺利完成作答。
【难度系数】
0.7
这是一道滑轮组机械效率的探究实验题，我们可以顺着设问逻辑逐步思考：
1. 第一问回忆实验操作的基本要求：只有匀速拉动弹簧测力计时，滑轮组处于平衡状态，测力计示数才等于真实拉力，读数准确。
2. 第二问先通过第3次实验的s、h数据算出承担物重的绳子段数，结合动滑轮重力的差异匹配对应装置，再代入机械效率定义式计算效率即可。
3. 第三问对比2、4两次实验的变量，两次仅提升高度不同，其余条件一致，通过效率是否相等就能判断猜想I是否成立。
4. 第四问要验证同一滑轮组物重越大效率越高，需要控制动滑轮重力相同、改变物重，从表格里筛选符合控制变量要求的实验组即可。
5. 第五问对比2、3两次实验的变量和效率结果，就能直接得出对应结论。
【解析】
(1) 实验时沿竖直方向匀速缓慢向上拉动弹簧测力计，可保证滑轮组处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，测得的拉力数值准确。
(2) 第3次实验中动滑轮总重力更大，匹配图丙的装置；代入机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，代入对应实验数据计算可得机械效率为80%。
(3) 2、4两次实验仅物体提升高度不同，其余条件完全一致，两次实验的机械效率相等，说明滑轮组机械效率和物体提升高度无关，因此猜想I是错误的。
(4) 要得到“同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高”的结论，需要控制动滑轮重力相同、改变提升物重，符合要求的是1、2两次实验。
(5) 2、3两次实验提升的重物重力相同，动滑轮重力不同，动滑轮更重的第3次实验机械效率更低，因此可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
【答案】
(1)匀速
(2)丙 80%
(3)错误
(4)1、2
(5)越低
【知识点】
滑轮组机械效率测量，控制变量法，机械效率计算
【点评】
本题属于机械效率探究的基础常规实验题，核心考察控制变量法在探究实验中的应用，同时结合实验操作规范和效率计算，考点覆盖全面，只要理清不同猜想对应的变量控制逻辑，就可以顺利完成作答。
【难度系数】
0.7
