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6. 如图所示，小潘用动滑轮将重为8 N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2 m/s，动滑轮的重力为2 N。忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（
A.经过5 s，物体被提升1 m
B.经过5 s，小潘做的有用功为5 J
C.小潘对绳子的拉力F的大小为4 N
D.此过程中该动滑轮的机械效率为80%
D
）A.经过5 s，物体被提升1 m
B.经过5 s，小潘做的有用功为5 J
C.小潘对绳子的拉力F的大小为4 N
D.此过程中该动滑轮的机械效率为80%
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需掌握动滑轮的核心规律：正常使用的动滑轮，承担物重的绳子段数n=2，绳子自由端移动速度是物体上升速度的2倍；拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$；有用功$W_{有}=G_{物}h$，总功$W_{总}=Fs$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$。解题时需结合公式逐一分析选项，判断对错。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：动滑轮的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端速度$v_{绳}=2v_{物}$，可得物体上升速度$v_{物}=\frac{v_{绳}}{2}=\frac{0.2m/s}{2}=0.1m/s$。经过5s，物体提升高度$h=v_{物}t=0.1m/s×5s=0.5m≠1m$，故A错误。
2. 选项B：有用功$W_{有}=G_{物}h=8N×0.5m=4J≠5J$，故B错误。
3. 选项C：忽略绳重和摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}=\frac{8N+2N}{2}=5N≠4N$，故C错误。
4. 选项D：绳子自由端移动距离$s=v_{绳}t=0.2m/s×5s=1m$，总功$W_{总}=Fs=5N×1m=5J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{4J}{5J}×100\%=80\%$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮特点、机械效率计算、功的计算
【点评】
本题考查动滑轮的综合计算，需明确动滑轮的绳子段数，区分有用功与总功，熟练运用相关公式，是力学基础题型，需注意物理量间的对应关系，避免速度、距离的混淆。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需掌握动滑轮的核心规律：正常使用的动滑轮，承担物重的绳子段数n=2，绳子自由端移动速度是物体上升速度的2倍；拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$；有用功$W_{有}=G_{物}h$，总功$W_{总}=Fs$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$。解题时需结合公式逐一分析选项，判断对错。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：动滑轮的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端速度$v_{绳}=2v_{物}$，可得物体上升速度$v_{物}=\frac{v_{绳}}{2}=\frac{0.2m/s}{2}=0.1m/s$。经过5s，物体提升高度$h=v_{物}t=0.1m/s×5s=0.5m≠1m$，故A错误。
2. 选项B：有用功$W_{有}=G_{物}h=8N×0.5m=4J≠5J$，故B错误。
3. 选项C：忽略绳重和摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{2}=\frac{8N+2N}{2}=5N≠4N$，故C错误。
4. 选项D：绳子自由端移动距离$s=v_{绳}t=0.2m/s×5s=1m$，总功$W_{总}=Fs=5N×1m=5J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{4J}{5J}×100\%=80\%$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮特点、机械效率计算、功的计算
【点评】
本题考查动滑轮的综合计算，需明确动滑轮的绳子段数，区分有用功与总功，熟练运用相关公式，是力学基础题型，需注意物理量间的对应关系，避免速度、距离的混淆。
【难度系数】
0.6
7.小彬用如图所示的滑轮组把重400 N的货物匀速提升2 m。若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250 N，此过程中绳端移动的距离为
4
m，滑轮组的机械效率是80%
。答案
4 80%
解析
【分析】首先确定滑轮组承担物重的绳子段数，从题图可知动滑轮上有2段绳子，即n=2。根据滑轮组的规律，绳端移动距离s与物体上升高度h满足s=nh；机械效率需通过有用功（提升货物做的功）和总功（拉力做的功）的比值计算，即η=W有/W总×100%，据此逐步求解。
【解析】
1. 确定绳子段数：由题图得，动滑轮上的绳子段数n=2。
2. 计算绳端移动距离：根据公式s=nh，代入h=2m，得s=2×2m=4m。
3. 计算有用功：W有=Gh=400N×2m=800J。
4. 计算总功：W总=Fs=250N×4m=1000J。
5. 计算机械效率：η=(W有/W总)×100%=(800J/1000J)×100%=80%。
【答案】4；80%
【知识点】滑轮组距离计算、机械效率计算
【点评】本题考查滑轮组的基础计算，核心是确定承担物重的绳子段数，再利用对应公式求解，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 确定绳子段数：由题图得，动滑轮上的绳子段数n=2。
2. 计算绳端移动距离：根据公式s=nh，代入h=2m，得s=2×2m=4m。
3. 计算有用功：W有=Gh=400N×2m=800J。
4. 计算总功：W总=Fs=250N×4m=1000J。
5. 计算机械效率：η=(W有/W总)×100%=(800J/1000J)×100%=80%。
【答案】4；80%
【知识点】滑轮组距离计算、机械效率计算
【点评】本题考查滑轮组的基础计算，核心是确定承担物重的绳子段数，再利用对应公式求解，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】0.7
8. 请用学过的物理知识回答下列问题。
(1)盘山公路是斜面的一种应用。盘山公路修得弯弯曲曲如盘龙，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么上山的路要修得弯弯曲曲，而不是从山下直通山顶？
(2)使用杠杆提升重物时，机械效率能达到1吗？
(1)盘山公路是斜面的一种应用。盘山公路修得弯弯曲曲如盘龙，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么上山的路要修得弯弯曲曲，而不是从山下直通山顶？
(2)使用杠杆提升重物时，机械效率能达到1吗？
答案
(1)根据 $W=Fs$ 可知,功一定时,距离越长,牵引力越小,故上山的路修得弯弯曲曲,可以省力;(2)使用杠杆提升重物时,因为机械之间有摩擦力,故机械效率永远不能达到 1。
解析
【分析】
对于问题(1)，需结合斜面的功的原理分析：上山时汽车克服重力做的有用功固定，盘山公路弯弯曲曲会增长行驶距离，根据功的相关规律，有用功一定时，增大距离可减小所需牵引力，从而省力。对于问题(2)，要明确机械效率的定义，使用杠杆时不可避免要做额外功，导致有用功小于总功，因此机械效率无法达到1。
【解析】
(1) 盘山公路本质是斜面的应用，根据功的原理，使用机械时总功等于有用功与额外功之和。汽车上山时，克服重力做的有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh $，山的高度 $ h $ 固定，故 $ W_{\mathrm{有}} $ 一定。盘山公路修得弯弯曲曲，增大了汽车行驶的距离 $ s $，由 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}} $（额外功主要是克服摩擦），可知在有用功一定时，行驶距离越长，所需的牵引力 $ F $ 越小，因此上山的路修得弯弯曲曲可以省力。
(2) 机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} $，使用杠杆提升重物时，需要克服杠杆自身重力以及杠杆与支点间的摩擦做额外功，导致总功 $ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} $，即 $ W_{\mathrm{有用}} ＜ W_{\mathrm{总}} $，因此机械效率永远小于1，无法达到1。
【答案】
(1) 根据 $ W=Fs $ 可知，功一定时，距离越长，牵引力越小，故上山的路修得弯弯曲曲，可以省力；(2) 使用杠杆提升重物时，因为机械之间有摩擦力，故机械效率永远不能达到1。
【知识点】
斜面的应用、机械效率
【点评】
本题结合生活实例考查物理基础知识，将斜面的省力原理和机械效率的概念与实际场景结合，难度适中，能帮助学生理解物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
对于问题(1)，需结合斜面的功的原理分析：上山时汽车克服重力做的有用功固定，盘山公路弯弯曲曲会增长行驶距离，根据功的相关规律，有用功一定时，增大距离可减小所需牵引力，从而省力。对于问题(2)，要明确机械效率的定义，使用杠杆时不可避免要做额外功，导致有用功小于总功，因此机械效率无法达到1。
【解析】
(1) 盘山公路本质是斜面的应用，根据功的原理，使用机械时总功等于有用功与额外功之和。汽车上山时，克服重力做的有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh $，山的高度 $ h $ 固定，故 $ W_{\mathrm{有}} $ 一定。盘山公路修得弯弯曲曲，增大了汽车行驶的距离 $ s $，由 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}} $（额外功主要是克服摩擦），可知在有用功一定时，行驶距离越长，所需的牵引力 $ F $ 越小，因此上山的路修得弯弯曲曲可以省力。
(2) 机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} $，使用杠杆提升重物时，需要克服杠杆自身重力以及杠杆与支点间的摩擦做额外功，导致总功 $ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} $，即 $ W_{\mathrm{有用}} ＜ W_{\mathrm{总}} $，因此机械效率永远小于1，无法达到1。
【答案】
(1) 根据 $ W=Fs $ 可知，功一定时，距离越长，牵引力越小，故上山的路修得弯弯曲曲，可以省力；(2) 使用杠杆提升重物时，因为机械之间有摩擦力，故机械效率永远不能达到1。
【知识点】
斜面的应用、机械效率
【点评】
本题结合生活实例考查物理基础知识，将斜面的省力原理和机械效率的概念与实际场景结合，难度适中，能帮助学生理解物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
9.在某工地建设施工的过程中，工人利用长度$L=3\ \mathrm{m}$的斜面把质量为$240\ \mathrm{kg}$的重物匀速推到$h=1\ \mathrm{m}$高处。如图所示，工人所用推力$F=1000\ \mathrm{N}$，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。求：
(1)推力做的有用功。
(2)斜面的机械效率。
(1)推力做的有用功。
(2)斜面的机械效率。
答案
(1)推力做的有用功:$W_{有用}=Gh=mgh=240\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=2400\ \mathrm{J}$。
(2)推力做的总功:$W_{总}=FL=1000\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{J}$,斜面的机械效率:$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{3000\ \mathrm{J}}=0.8=80\%$。
(2)推力做的总功:$W_{总}=FL=1000\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{J}$,斜面的机械效率:$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{3000\ \mathrm{J}}=0.8=80\%$。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确斜面的有用功、总功及机械效率的概念：有用功是克服物体重力提升重物所做的功，总功是推力沿斜面移动时做的功，机械效率为有用功与总功的比值。解题时先根据重力公式算出物体重力，再分别计算有用功和总功，最后代入机械效率公式求解。
【解析】
(1) 先计算物体的重力：$G = mg = 240\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2400\ \mathrm{N}$，
推力做的有用功是克服重物重力做的功：$W_{有用} = Gh = 2400\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 2400\ \mathrm{J}$。
(2) 推力做的总功：$W_{总} = FL = 1000\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 3000\ \mathrm{J}$，
斜面的机械效率：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{2400\ \mathrm{J}}{3000\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\%$。
【答案】
(1) 推力做的有用功为$2400\ \mathrm{J}$；(2) 斜面的机械效率为$80\%$。
【知识点】
有用功、总功、机械效率
【点评】
本题是斜面机械效率的基础计算题，核心是区分有用功和总功的计算，属于功和机械效率的常规应用，只要掌握基本公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确斜面的有用功、总功及机械效率的概念：有用功是克服物体重力提升重物所做的功，总功是推力沿斜面移动时做的功，机械效率为有用功与总功的比值。解题时先根据重力公式算出物体重力，再分别计算有用功和总功，最后代入机械效率公式求解。
【解析】
(1) 先计算物体的重力：$G = mg = 240\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2400\ \mathrm{N}$，
推力做的有用功是克服重物重力做的功：$W_{有用} = Gh = 2400\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 2400\ \mathrm{J}$。
(2) 推力做的总功：$W_{总} = FL = 1000\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 3000\ \mathrm{J}$，
斜面的机械效率：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{2400\ \mathrm{J}}{3000\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\%$。
【答案】
(1) 推力做的有用功为$2400\ \mathrm{J}$；(2) 斜面的机械效率为$80\%$。
【知识点】
有用功、总功、机械效率
【点评】
本题是斜面机械效率的基础计算题，核心是区分有用功和总功的计算，属于功和机械效率的常规应用，只要掌握基本公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.5
