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1. 如图为一款家用不锈钢材质的电动晾衣架,主要运用电动机、滑轮、钢丝绳等使晾衣架实现自动升降.下列措施可以提高整个装置的机械效率的是
(
A.每次少晾一些衣服
B.使用较轻的铝合金
C.增大被提升衣服的高度
D.减小晾衣架上升的速度
(
B
)A.每次少晾一些衣服
B.使用较轻的铝合金
C.增大被提升衣服的高度
D.减小晾衣架上升的速度
答案
1. B 解析:提高装置的机械效率,可以从提高有用功(多晾衣服)或减小额外功(用较轻的铝合金)的角度考虑,晾衣架装置的机械效率与衣服被提升的高度、晾衣架上升的速度无关.故选B.
解析
【分析】
首先我们要先明确该晾衣架装置的有用功、额外功的构成：使用晾衣架升降衣服时，对衣服做的功是有用功，克服晾衣架自身重力、滑轮和钢丝绳摩擦做的功是额外功，总功是电动机输出的总功，机械效率的定义是有用功和总功的比值，即η=W有/W总=W有/(W有+W额)。要提高机械效率，要么在额外功不变时增大有用功占比，要么在有用功不变时减小额外功占比。接下来逐个判断选项，分析每个选项对应的W有和W额的变化，判断比值是否提升，同时结合推导可知该装置的机械效率和提升高度、运动速度无关，即可选出正确答案。
【解析】
我们先推导该晾衣架的机械效率表达式：设衣服总重力为G衣，晾衣架自重为G架，提升高度为h，忽略摩擦时，W有=G衣h，W额=G架h，总功W总=W有+W额=(G衣+G架)h，因此机械效率η=G衣h/[(G衣+G架)h]=G衣/(G衣+G架)。
对各选项逐一分析：
A选项：每次少晾一些衣服，G衣减小，在G架不变的情况下，有用功占总功的比例变小，机械效率降低，A错误；
B选项：使用较轻的铝合金制作晾衣架，G架减小，在G衣不变的情况下，额外功占总功的比例变小，有用功占比提升，机械效率提高，B正确；
C选项：由推导的η表达式可知，提升高度h可以约去，机械效率和被提升衣服的高度无关，增大提升高度不会改变机械效率，C错误；
D选项：晾衣架上升的速度不影响有用功和额外功的比值，机械效率和上升速度无关，D错误。
综上答案选B。
【答案】
B
【知识点】
机械效率定义，机械效率影响因素
【点评】
本题结合生活中常见的电动晾衣架场景考察机械效率的相关知识，易错点是容易错误认为提升高度、运动速度会影响机械效率，解题时要抓住机械效率是功的比值这一核心，明确对于提升类机械，机械效率仅和物重、机械自重、摩擦有关，和提升高度、运动速度无关。
【难度系数】
0.8
首先我们要先明确该晾衣架装置的有用功、额外功的构成：使用晾衣架升降衣服时，对衣服做的功是有用功，克服晾衣架自身重力、滑轮和钢丝绳摩擦做的功是额外功，总功是电动机输出的总功，机械效率的定义是有用功和总功的比值，即η=W有/W总=W有/(W有+W额)。要提高机械效率，要么在额外功不变时增大有用功占比，要么在有用功不变时减小额外功占比。接下来逐个判断选项，分析每个选项对应的W有和W额的变化，判断比值是否提升，同时结合推导可知该装置的机械效率和提升高度、运动速度无关，即可选出正确答案。
【解析】
我们先推导该晾衣架的机械效率表达式：设衣服总重力为G衣，晾衣架自重为G架，提升高度为h，忽略摩擦时，W有=G衣h，W额=G架h，总功W总=W有+W额=(G衣+G架)h，因此机械效率η=G衣h/[(G衣+G架)h]=G衣/(G衣+G架)。
对各选项逐一分析：
A选项：每次少晾一些衣服，G衣减小，在G架不变的情况下，有用功占总功的比例变小，机械效率降低，A错误；
B选项：使用较轻的铝合金制作晾衣架，G架减小，在G衣不变的情况下，额外功占总功的比例变小，有用功占比提升，机械效率提高，B正确；
C选项：由推导的η表达式可知，提升高度h可以约去，机械效率和被提升衣服的高度无关，增大提升高度不会改变机械效率，C错误；
D选项：晾衣架上升的速度不影响有用功和额外功的比值，机械效率和上升速度无关，D错误。
综上答案选B。
【答案】
B
【知识点】
机械效率定义，机械效率影响因素
【点评】
本题结合生活中常见的电动晾衣架场景考察机械效率的相关知识，易错点是容易错误认为提升高度、运动速度会影响机械效率，解题时要抓住机械效率是功的比值这一核心，明确对于提升类机械，机械效率仅和物重、机械自重、摩擦有关，和提升高度、运动速度无关。
【难度系数】
0.8
2. 如图所示,斜面与水平地面夹角为$30°$,某快递员用500 N的力,将重800 N的货物沿斜面匀速推上车厢,不考虑斜面形变,货物所受摩擦力方向沿斜面向
下
;斜面的机械效率为80%
.若不改变斜面与地面夹角和货物质量,采用减小斜面的粗糙程度
的方法可以提高斜面的机械效率.答案
2. 下 80% 减小斜面的粗糙程度 解析:货物相对斜面向上运动,所受斜面的摩擦力沿斜面向下.设斜面的长度为l,其高度$h=\frac{1}{2}l$,斜面的机械效率$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac{Gh}{Fl}×$$100\% =\frac{G×\frac{1}{2}l}{Fl}×100\% =\frac{\frac{1}{2}×800\ \mathrm{N}}{500\ \mathrm{N}}×100\% =80\% $;斜面与地面夹角和货物质量不变,即有用功保持不变,可通过减少额外功来提高斜面的机械效率.为了减少额外功,可减小摩擦力,压力不变时,可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦,所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率.
解析
【分析】
首先第一空判断摩擦力方向：先明确货物的相对运动方向，货物被推力带动沿斜面向上运动，滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动，因此摩擦力方向与货物相对斜面的运动方向相反，即可得出方向。第二空计算机械效率：已知斜面倾角为30°，根据直角三角形几何特性，30°角对应的对边长度是斜边的一半，也就是斜面高度h等于斜面长度l的1/2，代入机械效率的定义式η=W有/W总，其中有用功是克服货物重力做功Gh，总功是推力做功Fl，约掉未知的斜面长度l就能算出效率。第三空思考提升机械效率的方法：斜面夹角和货物质量不变，说明提升货物的有用功是固定的，额外功主要来自克服斜面摩擦力做功，要减小额外功，在压力不变的前提下，通过减小接触面粗糙程度就能减小摩擦，实现提高机械效率的目的。
【解析】
1. 摩擦力方向判断：货物沿斜面向上运动，相对斜面的运动方向为沿斜面向上，滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，因此货物所受摩擦力方向沿斜面向下。
2. 斜面机械效率计算：
设斜面总长度为l，由于斜面与水平地面夹角为30°，由几何关系可得货物被抬升的高度h = l·sin30° = ½l。
有用功为克服货物重力做的功：$W_{有}=Gh$
总功为推力做的功：$W_{总}=Fl$
代入机械效率公式：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fl}×100\%=\frac{G· \frac{1}{2}l}{Fl}×100\%=\frac{G}{2F}×100\%$
将G=800N、F=500N代入得：
$\eta=\frac{800\ \mathrm{N}}{2×500\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
3. 提高机械效率的方法：不改变斜面夹角和货物质量，提升货物的有用功保持不变，额外功主要是克服斜面摩擦力做的功，货物对斜面的压力不变时，减小斜面的粗糙程度可以减小滑动摩擦力，减少额外功，从而提高斜面的机械效率。
【答案】
下；80%；减小斜面的粗糙程度
【知识点】
滑动摩擦力方向，斜面机械效率，机械效率优化
【点评】
本题结合生活中搬运货物的斜面场景出题，难度适中，重点考查斜面机械效率的推导计算，利用30°角的几何关系可以消去未知的斜面长度，简化计算过程，同时需要学生理解额外功的来源，掌握在有用功固定时通过减小摩擦降低额外功来提升机械效率的思路。
【难度系数】
0.7
首先第一空判断摩擦力方向：先明确货物的相对运动方向，货物被推力带动沿斜面向上运动，滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动，因此摩擦力方向与货物相对斜面的运动方向相反，即可得出方向。第二空计算机械效率：已知斜面倾角为30°，根据直角三角形几何特性，30°角对应的对边长度是斜边的一半，也就是斜面高度h等于斜面长度l的1/2，代入机械效率的定义式η=W有/W总，其中有用功是克服货物重力做功Gh，总功是推力做功Fl，约掉未知的斜面长度l就能算出效率。第三空思考提升机械效率的方法：斜面夹角和货物质量不变，说明提升货物的有用功是固定的，额外功主要来自克服斜面摩擦力做功，要减小额外功，在压力不变的前提下，通过减小接触面粗糙程度就能减小摩擦，实现提高机械效率的目的。
【解析】
1. 摩擦力方向判断：货物沿斜面向上运动，相对斜面的运动方向为沿斜面向上，滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，因此货物所受摩擦力方向沿斜面向下。
2. 斜面机械效率计算：
设斜面总长度为l，由于斜面与水平地面夹角为30°，由几何关系可得货物被抬升的高度h = l·sin30° = ½l。
有用功为克服货物重力做的功：$W_{有}=Gh$
总功为推力做的功：$W_{总}=Fl$
代入机械效率公式：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fl}×100\%=\frac{G· \frac{1}{2}l}{Fl}×100\%=\frac{G}{2F}×100\%$
将G=800N、F=500N代入得：
$\eta=\frac{800\ \mathrm{N}}{2×500\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
3. 提高机械效率的方法：不改变斜面夹角和货物质量，提升货物的有用功保持不变，额外功主要是克服斜面摩擦力做的功，货物对斜面的压力不变时，减小斜面的粗糙程度可以减小滑动摩擦力，减少额外功，从而提高斜面的机械效率。
【答案】
下；80%；减小斜面的粗糙程度
【知识点】
滑动摩擦力方向，斜面机械效率，机械效率优化
【点评】
本题结合生活中搬运货物的斜面场景出题，难度适中，重点考查斜面机械效率的推导计算，利用30°角的几何关系可以消去未知的斜面长度，简化计算过程，同时需要学生理解额外功的来源，掌握在有用功固定时通过减小摩擦降低额外功来提升机械效率的思路。
【难度系数】
0.7
3. 如图所示是螺旋千斤顶的原理示意图,使用它升起重物时,其螺纹的原理类似于
斜面
(填简单机械名称).如果人始终垂直于手柄用力,力的大小为$F$且作用点离螺杆中心的距离为$L$,每旋转两圈可将质量为$m$的重物抬升高度$h$,则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为$\eta=$$\frac{mgh}{4Fπ L}×100\% $
.当升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是加润滑油
(填“加润滑油”或“加长手柄”).答案
3. 斜面 $\frac{mgh}{4Fπ L}×100\% $ 加润滑油
解析:螺旋千斤顶提升重物时,螺纹的原理和斜面类似,将质量为m的重物抬升高度h时,有用功为$W_{有用}=Gh=mgh$,圆的周长公式为$2π r$(r为圆的半径),总功为$W_{总}=Fs=$$4Fπ L$,机械效率$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac{mgh}{4Fπ L}×100\% $.加润滑油会减小摩擦力,减小额外功,会使机械效率增大;而加长手柄只是更省力,但不会使总功减小,机械效率不会提高.
解析:螺旋千斤顶提升重物时,螺纹的原理和斜面类似,将质量为m的重物抬升高度h时,有用功为$W_{有用}=Gh=mgh$,圆的周长公式为$2π r$(r为圆的半径),总功为$W_{总}=Fs=$$4Fπ L$,机械效率$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac{mgh}{4Fπ L}×100\% $.加润滑油会减小摩擦力,减小额外功,会使机械效率增大;而加长手柄只是更省力,但不会使总功减小,机械效率不会提高.
解析
【分析】
我们先逐个空梳理思路：第一空回忆常见简单机械的特点，螺旋的螺纹是绕在螺杆上的倾斜结构，本质是斜面的变形，所以对应简单机械是斜面。第二空计算机械效率，首先明确有用功是提升重物做的功，也就是克服重物重力做功W有=mgh；再确定人做的总功，力的作用点到转轴距离是L，转动一周移动的路程是半径为L的圆的周长2πL，题目说明旋转两圈抬升h，所以总路程是2×2πL=4πL，总功W总=F·s=4FπL，机械效率就是有用功和总功的比值，代入即可得到表达式。第三空判断提高效率的方法，机械效率反映有用功占总功的比例，额外功主要来自螺纹间的摩擦，加润滑油可以减小摩擦、减少额外功，提升效率；加长手柄仅能让施加的力更小，属于省力操作，不会改变有用功和额外功的占比，无法提升效率，因此选加润滑油。
【解析】
1. 螺旋的螺纹相当于将斜面缠绕在圆柱体螺杆上，属于斜面的变形，因此螺纹的原理类似斜面。
2. 提升重物过程中，有用功为克服重物重力做的功：$W_{\mathrm{有用}} = Gh = mgh$；
人旋转两圈时，力的作用点移动的总路程：$s = 2× 2π L = 4π L$，
人做的总功：$W_{\mathrm{总}} = Fs = 4Fπ L$，
因此螺旋千斤顶的机械效率：$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% = \frac{mgh}{4Fπ L}×100\%$。
3. 额外功主要来自克服螺纹间摩擦力的做功，加润滑油可以减小接触面粗糙程度，减小摩擦力，减少额外功，从而提高机械效率；加长手柄仅能减小所需的动力，不会改变有用功和额外功的大小，无法提升机械效率，因此选加润滑油。
【答案】
斜面 $\frac{mgh}{4Fπ L} × 100\%$ 加润滑油
【知识点】
斜面变形、机械效率计算、减小摩擦提效率
【点评】
本题结合生活中的螺旋千斤顶装置，考察简单机械的变形应用和机械效率的相关计算，易错点是容易误算转动两圈时力的作用点移动的总路程，同时要注意区分“省力”和“提升机械效率”的差异，明确机械效率和省力程度没有直接关联，避免误以为加长手柄可以提升效率。
【难度系数】
0.7
我们先逐个空梳理思路：第一空回忆常见简单机械的特点，螺旋的螺纹是绕在螺杆上的倾斜结构，本质是斜面的变形，所以对应简单机械是斜面。第二空计算机械效率，首先明确有用功是提升重物做的功，也就是克服重物重力做功W有=mgh；再确定人做的总功，力的作用点到转轴距离是L，转动一周移动的路程是半径为L的圆的周长2πL，题目说明旋转两圈抬升h，所以总路程是2×2πL=4πL，总功W总=F·s=4FπL，机械效率就是有用功和总功的比值，代入即可得到表达式。第三空判断提高效率的方法，机械效率反映有用功占总功的比例，额外功主要来自螺纹间的摩擦，加润滑油可以减小摩擦、减少额外功，提升效率；加长手柄仅能让施加的力更小，属于省力操作，不会改变有用功和额外功的占比，无法提升效率，因此选加润滑油。
【解析】
1. 螺旋的螺纹相当于将斜面缠绕在圆柱体螺杆上，属于斜面的变形，因此螺纹的原理类似斜面。
2. 提升重物过程中，有用功为克服重物重力做的功：$W_{\mathrm{有用}} = Gh = mgh$；
人旋转两圈时，力的作用点移动的总路程：$s = 2× 2π L = 4π L$，
人做的总功：$W_{\mathrm{总}} = Fs = 4Fπ L$，
因此螺旋千斤顶的机械效率：$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% = \frac{mgh}{4Fπ L}×100\%$。
3. 额外功主要来自克服螺纹间摩擦力的做功，加润滑油可以减小接触面粗糙程度，减小摩擦力，减少额外功，从而提高机械效率；加长手柄仅能减小所需的动力，不会改变有用功和额外功的大小，无法提升机械效率，因此选加润滑油。
【答案】
斜面 $\frac{mgh}{4Fπ L} × 100\%$ 加润滑油
【知识点】
斜面变形、机械效率计算、减小摩擦提效率
【点评】
本题结合生活中的螺旋千斤顶装置，考察简单机械的变形应用和机械效率的相关计算，易错点是容易误算转动两圈时力的作用点移动的总路程，同时要注意区分“省力”和“提升机械效率”的差异，明确机械效率和省力程度没有直接关联，避免误以为加长手柄可以提升效率。
【难度系数】
0.7
4. 核心素养 科学探究（2025·南京期中）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：
| 次数 | 钩码重/N | 钩码上升距离/cm | 弹簧测力计示数/N | 弹簧测力计上升距离/cm | 机械效率/% |
| ---- | -------- | --------------- | ----------------- | ---------------------- | ---------- |
| 1 | 2 | 10 | 0.8 | 30 | 83.3 |
| 2 | 4 | 10 | 1.5 | 30 | 88.9 |
| 3 | 6 | 10 | 2.2 | 30 | 90.9 |
(1) 实验中要
(2) 分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与
(3) 小明进一步研究时，先测出了动滑轮的重力，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值$\Delta W$（$\Delta W = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有用}} - W_{\mathrm{动}}$），发现钩码的重力越大，$\Delta W$
(4) 另一实验小组改变动滑轮的重力，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出图丁。分析可知：被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越
A. 一定大于12 N
B. 等于12 N
C. 一定小于12 N
| 次数 | 钩码重/N | 钩码上升距离/cm | 弹簧测力计示数/N | 弹簧测力计上升距离/cm | 机械效率/% |
| ---- | -------- | --------------- | ----------------- | ---------------------- | ---------- |
| 1 | 2 | 10 | 0.8 | 30 | 83.3 |
| 2 | 4 | 10 | 1.5 | 30 | 88.9 |
| 3 | 6 | 10 | 2.2 | 30 | 90.9 |
(1) 实验中要
匀速竖直向上
拉动弹簧测力计，使钩码升高，并在弹簧测力计运动
（填“静止”或“运动”）时读数。(2) 分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与
被提升物体的重力
有关。(3) 小明进一步研究时，先测出了动滑轮的重力，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值$\Delta W$（$\Delta W = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有用}} - W_{\mathrm{动}}$），发现钩码的重力越大，$\Delta W$
越大
（填“越大”“越小”或“不变”），请用所学知识进行解释：见解析
。(4) 另一实验小组改变动滑轮的重力，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出图丁。分析可知：被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越
低
（填“高”或“低”）；分析图丁中的A点可知，此时被提升物体的重力A
。A. 一定大于12 N
B. 等于12 N
C. 一定小于12 N
答案
4. (1)匀速竖直向上 运动 (2)被提升物体的重力 (3)越大 见解析 (4)低 A
解析:(1)实验中要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高.此时钩码做匀速直线运动,受力平衡,弹簧测力计的示数稳定.因为测量滑轮组机械效率要考虑摩擦因素,故需要在弹簧测力计匀速运动时进行读数.
(2)分析实验数据可知,同一滑轮组,钩码重(被提升物体的重力)不同,机械效率不同.同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(钩码重)有关.
(3)$\Delta W=W_{总}-W_{有用}-W_{动}$,其中$\Delta W$是克服绳重和摩擦所做的额外功.当钩码重力越大,绳对滑轮的压力越大,则绳与滑轮间的摩擦力越大;根据$W=fs$,克服摩擦做的功越多,因此$\Delta W$越大.
(4)被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,额外功(克服动滑轮重力做的功)越多,有用功不变,总功$W_{总}=W_{有用}+$$W_{额外}$越大,由$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $可知,机械效率越低.由图像可知当$G_{动}=4\ \mathrm{N}$时,$\eta =75\% $,若不计绳重和滑轮轴处摩擦,根据$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$,则有$75\% =$$\frac{G_{物}}{G_{物}+4\ \mathrm{N}}$,解得$G_{物}=12\ \mathrm{N}$.当机械效率不变时,若考虑绳重和滑轮轴处摩擦,额外功会变大,则有用功也会变大,即物体的重力变大,即物重应大于12 N,故选A.
解析:(1)实验中要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高.此时钩码做匀速直线运动,受力平衡,弹簧测力计的示数稳定.因为测量滑轮组机械效率要考虑摩擦因素,故需要在弹簧测力计匀速运动时进行读数.
(2)分析实验数据可知,同一滑轮组,钩码重(被提升物体的重力)不同,机械效率不同.同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(钩码重)有关.
(3)$\Delta W=W_{总}-W_{有用}-W_{动}$,其中$\Delta W$是克服绳重和摩擦所做的额外功.当钩码重力越大,绳对滑轮的压力越大,则绳与滑轮间的摩擦力越大;根据$W=fs$,克服摩擦做的功越多,因此$\Delta W$越大.
(4)被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,额外功(克服动滑轮重力做的功)越多,有用功不变,总功$W_{总}=W_{有用}+$$W_{额外}$越大,由$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $可知,机械效率越低.由图像可知当$G_{动}=4\ \mathrm{N}$时,$\eta =75\% $,若不计绳重和滑轮轴处摩擦,根据$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$,则有$75\% =$$\frac{G_{物}}{G_{物}+4\ \mathrm{N}}$,解得$G_{物}=12\ \mathrm{N}$.当机械效率不变时,若考虑绳重和滑轮轴处摩擦,额外功会变大,则有用功也会变大,即物体的重力变大,即物重应大于12 N,故选A.
解析
【分析】
我们可以顺着实验逻辑逐步思考：
1. 第一问：要保证弹簧测力计示数等于实际拉力大小，需要让钩码做匀速直线运动、受力平衡，因此要匀速竖直向上拉动弹簧测力计；如果在弹簧测力计静止时读数，会忽略滑轮转动时的摩擦，导致测得的拉力偏小，不符合真实实验场景，所以要在运动时读数。
2. 第二问：观察表格数据，同一滑轮组，仅提升的钩码重力不断增大，其他条件不变，机械效率随之升高，因此可直接得出机械效率的相关影响因素。
3. 第三问：先明确ΔW的物理含义，总功减去有用功、减去克服动滑轮重力的功，剩下的就是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的压力越大，绳和滑轮间的摩擦力就越大，相同上升距离下，克服摩擦做的功就越多，因此ΔW会变大。
4. 第四问：根据机械效率公式，有用功相同时，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，机械效率就越低；计算A点时，先假设不计绳重和摩擦，代入效率公式算出物重为12N，但实际实验中存在绳重和摩擦，额外功比仅克服动滑轮重力的功更大，要达到相同的机械效率，对应的物重一定大于12N，因此选A。
【解析】
(1) 实验时匀速竖直向上拉动弹簧测力计，钩码做匀速直线运动，受力平衡，弹簧测力计示数稳定，等于拉力大小；若在弹簧测力计静止时读数，会排除滑轮转动的摩擦影响，测得的拉力偏小，不符合真实实验场景，因此需要在弹簧测力计运动时读数。
(2) 实验中使用同一滑轮组，动滑轮重力、绳重、摩擦基本不变，仅改变被提升钩码的重力，测得机械效率随钩码重力增大而升高，因此可得同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。
(3) 由题意可知，ΔW是总功减去有用功、减去克服动滑轮重力做的功，对应的是克服绳重和摩擦所做的额外功。钩码的重力越大，绳子与滑轮之间的压力越大，绳与滑轮间的摩擦力越大，在钩码上升距离相同的情况下，根据W=fs，克服摩擦做的功越多，因此钩码重力越大，ΔW越大。
(4) 被提升物体的重力相同时，有用功固定，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，总功越大，由$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $可知，滑轮组的机械效率越低；
若不计绳重和滑轮轴处摩擦，机械效率$\eta=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，代入A点数据$G_{动}=4\ \mathrm{N}$，$\eta=75\%$，可得$75\% =\frac{G_{物}}{G_{物}+4\ \mathrm{N}}$，解得$G_{物}=12\ \mathrm{N}$。但实际实验中存在绳重和摩擦，额外功比仅克服动滑轮重力的功更大，要达到75%的机械效率，对应的被提升物体重力一定大于12N，故选A。
【答案】
(1) 匀速竖直向上；运动
(2) 被提升物体的重力
(3) 越大；钩码重力越大，绳子与滑轮间的压力越大，摩擦力越大，相同距离下克服绳重和摩擦做的额外功越多，因此$\Delta W$越大
(4) 低；A
【知识点】
测量滑轮组的机械效率；额外功分析；机械效率计算
【点评】
本题是滑轮组机械效率实验的综合考题，既考察了实验基础操作规范，又深入挖掘了额外功的组成、机械效率的本质影响因素，最后结合图像进行拓展推导，避免了死记硬背知识点的考察方式，能有效检验学生对机械效率相关规律的深度理解，区分度较好。
【难度系数】
0.5
我们可以顺着实验逻辑逐步思考：
1. 第一问：要保证弹簧测力计示数等于实际拉力大小，需要让钩码做匀速直线运动、受力平衡，因此要匀速竖直向上拉动弹簧测力计；如果在弹簧测力计静止时读数，会忽略滑轮转动时的摩擦，导致测得的拉力偏小，不符合真实实验场景，所以要在运动时读数。
2. 第二问：观察表格数据，同一滑轮组，仅提升的钩码重力不断增大，其他条件不变，机械效率随之升高，因此可直接得出机械效率的相关影响因素。
3. 第三问：先明确ΔW的物理含义，总功减去有用功、减去克服动滑轮重力的功，剩下的就是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的压力越大，绳和滑轮间的摩擦力就越大，相同上升距离下，克服摩擦做的功就越多，因此ΔW会变大。
4. 第四问：根据机械效率公式，有用功相同时，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，机械效率就越低；计算A点时，先假设不计绳重和摩擦，代入效率公式算出物重为12N，但实际实验中存在绳重和摩擦，额外功比仅克服动滑轮重力的功更大，要达到相同的机械效率，对应的物重一定大于12N，因此选A。
【解析】
(1) 实验时匀速竖直向上拉动弹簧测力计，钩码做匀速直线运动，受力平衡，弹簧测力计示数稳定，等于拉力大小；若在弹簧测力计静止时读数，会排除滑轮转动的摩擦影响，测得的拉力偏小，不符合真实实验场景，因此需要在弹簧测力计运动时读数。
(2) 实验中使用同一滑轮组，动滑轮重力、绳重、摩擦基本不变，仅改变被提升钩码的重力，测得机械效率随钩码重力增大而升高，因此可得同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。
(3) 由题意可知，ΔW是总功减去有用功、减去克服动滑轮重力做的功，对应的是克服绳重和摩擦所做的额外功。钩码的重力越大，绳子与滑轮之间的压力越大，绳与滑轮间的摩擦力越大，在钩码上升距离相同的情况下，根据W=fs，克服摩擦做的功越多，因此钩码重力越大，ΔW越大。
(4) 被提升物体的重力相同时，有用功固定，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，总功越大，由$\eta =\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $可知，滑轮组的机械效率越低；
若不计绳重和滑轮轴处摩擦，机械效率$\eta=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，代入A点数据$G_{动}=4\ \mathrm{N}$，$\eta=75\%$，可得$75\% =\frac{G_{物}}{G_{物}+4\ \mathrm{N}}$，解得$G_{物}=12\ \mathrm{N}$。但实际实验中存在绳重和摩擦，额外功比仅克服动滑轮重力的功更大，要达到75%的机械效率，对应的被提升物体重力一定大于12N，故选A。
【答案】
(1) 匀速竖直向上；运动
(2) 被提升物体的重力
(3) 越大；钩码重力越大，绳子与滑轮间的压力越大，摩擦力越大，相同距离下克服绳重和摩擦做的额外功越多，因此$\Delta W$越大
(4) 低；A
【知识点】
测量滑轮组的机械效率；额外功分析；机械效率计算
【点评】
本题是滑轮组机械效率实验的综合考题，既考察了实验基础操作规范，又深入挖掘了额外功的组成、机械效率的本质影响因素，最后结合图像进行拓展推导，避免了死记硬背知识点的考察方式，能有效检验学生对机械效率相关规律的深度理解，区分度较好。
【难度系数】
0.5
