1. 小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图 9 - 6 - 2 所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为 100 N 的物体从地面提升到 9 m 高的阳台上，所用拉力$F = 60$ N，用时 10 s。关于提升过程，下列说法正确的是()。
A. 拉力做的有用功为 900 J
B. 拉力做功的功率为 54 W
C. 该装置的机械效率为 60%
D. 用该装置可以省功

[num = 图 9 - 6 - 2]

[num = 图 9 - 6 - 3]

A

【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：有用功是对提升物体做的功，根据公式$W_{有用}=Gh$，代入$G=100\,\mathrm{N}$，$h=9\,\mathrm{m}$，可得$W_{有用}=100\,\mathrm{N} × 9\,\mathrm{m}=900\,\mathrm{J}$，该选项正确。
2. 选项B：由图可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，则绳子自由端移动距离$s=nh=2 × 9\,\mathrm{m}=18\,\mathrm{m}$，拉力做的总功$W_{总}=Fs=60\,\mathrm{N} × 18\,\mathrm{m}=1080\,\mathrm{J}$，拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1080\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}}=108\,\mathrm{W}$，该选项错误。
3. 选项C：机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{900\,\mathrm{J}}{1080\,\mathrm{J}} × 100\% \approx 83.3\%$，该选项错误。
4. 选项D：根据功的原理，使用任何机械都不省功，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
有用功计算，滑轮组功率，机械效率
【点评】
本题围绕滑轮组的功、功率及机械效率展开考查，同时涉及功的原理，需准确运用相关公式，结合功的原理逐一分析选项，明确有用功、总功的计算方法是解题关键。
【难度系数】
0.6

2. 学习了简单机械知识后，某同学自制了如图 9 - 6 - 3 所示的晾衣架。他将 50 N 的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升 1.6 m，用时 5 s(上升过程中横杆保持水平)。此过程中，该装置的机械效率为 80%(不计绳重及摩擦)，则下列分析正确的是()。
A. 拉力做功 80 J
B. 拉力的功率为 20 W
C. 动滑轮重 12.5 N
D. 若增大衣物的质量，该装置的机械效率将降低

B

【解析】
首先计算有用功：$ W_{有用}=Gh=50N×1.6m=80J $
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} $，可得总功：$ W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{80J}{80\%}=100J $
选项A：拉力做功为总功100J，不是80J，A错误；
选项B：拉力的功率$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{100J}{5s}=20W $，B正确；
选项C：额外功$ W_{额}=W_{总}-W_{有用}=100J-80J=20J $，不计绳重及摩擦，该装置有2个动滑轮，总动滑轮重$ G_{动总}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{20J}{1.6m}=12.5N $，单个动滑轮重为6.25N，C错误；
选项D：不计绳重及摩擦，机械效率$ \eta=\frac{G}{G+G_{动总}} $，增大衣物质量即增大物重$ G $，机械效率会升高，D错误。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组机械效率；功率计算
【点评】
本题考查滑轮组的机械效率和功率的综合计算，需明确有用功、总功、额外功的含义，掌握相关计算公式，同时理解物重对机械效率的影响。
【难度系数】
0.6