12.小明同学在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图7所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如下表所示:
| 实验序号 | 钩码总重G/N | 钩码上升的高度h/m | 弹簧测力计的示数F/N | 弹簧测力计移动的距离s/m | 机械效率η |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | |
| 2 | 6 | 0.1 | 2.5 | 0.3 | 80% |
| 3 | 4 | 0.1 | 1.5 | 0.5 | 53% |
(1)第1次实验测得的机械效率为(结果保留2位有效数字)。
(2)分析表中数据可知:第3次实验是用图(选填“甲”“乙”或“丙”)做的。
(3)分析第1、2两次实验数据可知:使用同一滑轮组,通过(选填“增大”或“减小”)物重,可以提高滑轮组的机械效率。
(4)根据第1、2两次实验数据分析可知,该滑轮组中动滑轮所受的重力可能是(填字母)。
A.1 N
B.1.5 N
C.2 N

(1) 74% (2) 丙 (3) 增大 (4) A

(1) 根据滑轮组机械效率公式$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{Gh}{Fs}$，代入第1次实验数据：$G=4\ \mathrm{N}$，$h=0.1\ \mathrm{m}$，$F=1.8\ \mathrm{N}$，$s=0.3\ \mathrm{m}$，计算得$\eta=\frac{4\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m}}{1.8\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}} \approx 74\%$。
(2) 第3次实验中，承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.5\ \mathrm{m}}{0.1\ \mathrm{m}}=5$，甲、乙滑轮组承担物重的绳子段数为3，丙滑轮组承担物重的绳子段数为5，因此第3次实验使用的是图丙。
(3) 第1、2次实验使用同一滑轮组，物重从4N增大到6N，机械效率从74%提升到80%，说明使用同一滑轮组，增大物重，可以提高滑轮组的机械效率。
(4) 第1、2次实验中$n=3$，若不计绳重和摩擦，由$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{n}$可得，第1次计算得$G_{\mathrm{动}}=3F_1-G_1=3×1.8\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=1.4\ \mathrm{N}$，第2次计算得$G_{\mathrm{动}}=3F_2-G_2=3×2.5\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=1.5\ \mathrm{N}$；由于实际实验中存在绳重和摩擦，动滑轮的重力必然小于1.4N，只有1N符合要求，故选A。

13.科学技术发展迅速,智能机器人已经在很多领域得到了应用。如图8所示,一款物流机器人正在进行智能配送测试,该机器人在平直道路上匀速行驶了 400 m,用时 100 s,其所受阻力为 120 N。
(1)这段时间内牵引力做的功是多少?
(2)这段时间内牵引力做功的功率是多少?

(1) 牵引力做的功为$4.8×10^4\ \mathrm{J}$；(2) 牵引力做功的功率为$480\ \mathrm{W}$

(1) 物流机器人在平直道路上匀速行驶，处于平衡状态，水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力大小为：$F = f = 120\ \mathrm{N}$
根据功的计算公式$W=Fs$，代入已知路程$s=400\ \mathrm{m}$，可得牵引力做的功：
$W = Fs = 120\ \mathrm{N} × 400\ \mathrm{m} = 4.8×10^4\ \mathrm{J}$
(2) 根据功率的定义式$P=\frac{W}{t}$，代入已知做功$W=4.8×10^4\ \mathrm{J}$、时间$t=100\ \mathrm{s}$，可得牵引力做功的功率：
$P = \frac{W}{t} = \frac{4.8×10^4\ \mathrm{J}}{100\ \mathrm{s}} = 480\ \mathrm{W}$