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1. 工人师傅用如图12-4-2所示的甲、乙两种方式把同一个物体提升相同的高度,已知物体重100 N,滑轮重均为20 N(绳重和摩擦不计),下列说法正确的是()
A.甲比乙更省力
B.甲做的有用功比乙多
C.甲做的总功比乙多
D.甲的机械效率比乙的高
A.甲比乙更省力
B.甲做的有用功比乙多
C.甲做的总功比乙多
D.甲的机械效率比乙的高
答案
D
解析
【分析】
首先明确甲是定滑轮，乙是动滑轮。解题思路如下：
1. 比较省力情况：定滑轮不省力，拉力等于物重；动滑轮能省力，拉力为物重与滑轮重之和的一半，据此判断省力情况。
2. 比较有用功：有用功是提升物体所做的功，公式为$W_{有}=Gh$，由于物体重力和提升高度都相同，所以有用功相同。
3. 比较总功：总功等于有用功加额外功，甲的定滑轮无额外功（绳重和摩擦不计），总功等于有用功；乙的动滑轮需要克服滑轮自重做额外功，总功是有用功加额外功，据此比较总功大小。
4. 比较机械效率：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$，甲的额外功为0，机械效率为100%；乙存在额外功，机械效率小于100%，据此判断机械效率高低。
【解析】
已知物体重$G_{物}=100N$，滑轮重$G_{轮}=20N$，提升高度为$h$，绳重和摩擦不计：
1. 判断省力情况：
甲是定滑轮，拉力$F_{甲}=G_{物}=100N$；
乙是动滑轮，拉力$F_{乙}=\frac{G_{物}+G_{轮}}{2}=\frac{100N+20N}{2}=60N$；
因为$60N＜100N$，所以乙更省力，选项A错误。
2. 比较有用功：
有用功$W_{有}=G_{物}h$，甲、乙提升的物体重力和高度均相同，因此$W_{有甲}=W_{有乙}$，选项B错误。
3. 比较总功：
甲的额外功为0（定滑轮无额外功），总功$W_{总甲}=W_{有甲}=100N×h$；
乙的额外功$W_{额}=G_{轮}h=20N×h$，总功$W_{总乙}=W_{有乙}+W_{额}=100N×h+20N×h=120N×h$；
因为$100N×h＜120N×h$，所以甲的总功比乙少，选项C错误。
4. 比较机械效率：
甲的机械效率$\eta_{甲}=\frac{W_{有甲}}{W_{总甲}}×100\%=\frac{100N×h}{100N×h}×100\%=100\%$；
乙的机械效率$\eta_{乙}=\frac{W_{有乙}}{W_{总乙}}×100\%=\frac{100N×h}{120N×h}×100\%\approx83.3\%$；
因为$100\%＞83.3\%$，所以甲的机械效率比乙高，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
定动滑轮特点，有用功总功计算，机械效率计算
【点评】
本题重点考查定滑轮与动滑轮的工作差异，以及有用功、总功、机械效率的概念与计算。核心在于理解动滑轮需要克服自身重力做额外功，而定滑轮无额外功（绳重摩擦不计），这是区分两者总功和机械效率的关键。
【难度系数】
0.6
首先明确甲是定滑轮，乙是动滑轮。解题思路如下：
1. 比较省力情况：定滑轮不省力，拉力等于物重；动滑轮能省力，拉力为物重与滑轮重之和的一半，据此判断省力情况。
2. 比较有用功：有用功是提升物体所做的功，公式为$W_{有}=Gh$，由于物体重力和提升高度都相同，所以有用功相同。
3. 比较总功：总功等于有用功加额外功，甲的定滑轮无额外功（绳重和摩擦不计），总功等于有用功；乙的动滑轮需要克服滑轮自重做额外功，总功是有用功加额外功，据此比较总功大小。
4. 比较机械效率：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$，甲的额外功为0，机械效率为100%；乙存在额外功，机械效率小于100%，据此判断机械效率高低。
【解析】
已知物体重$G_{物}=100N$，滑轮重$G_{轮}=20N$，提升高度为$h$，绳重和摩擦不计：
1. 判断省力情况：
甲是定滑轮，拉力$F_{甲}=G_{物}=100N$；
乙是动滑轮，拉力$F_{乙}=\frac{G_{物}+G_{轮}}{2}=\frac{100N+20N}{2}=60N$；
因为$60N＜100N$，所以乙更省力，选项A错误。
2. 比较有用功：
有用功$W_{有}=G_{物}h$，甲、乙提升的物体重力和高度均相同，因此$W_{有甲}=W_{有乙}$，选项B错误。
3. 比较总功：
甲的额外功为0（定滑轮无额外功），总功$W_{总甲}=W_{有甲}=100N×h$；
乙的额外功$W_{额}=G_{轮}h=20N×h$，总功$W_{总乙}=W_{有乙}+W_{额}=100N×h+20N×h=120N×h$；
因为$100N×h＜120N×h$，所以甲的总功比乙少，选项C错误。
4. 比较机械效率：
甲的机械效率$\eta_{甲}=\frac{W_{有甲}}{W_{总甲}}×100\%=\frac{100N×h}{100N×h}×100\%=100\%$；
乙的机械效率$\eta_{乙}=\frac{W_{有乙}}{W_{总乙}}×100\%=\frac{100N×h}{120N×h}×100\%\approx83.3\%$；
因为$100\%＞83.3\%$，所以甲的机械效率比乙高，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
定动滑轮特点，有用功总功计算，机械效率计算
【点评】
本题重点考查定滑轮与动滑轮的工作差异，以及有用功、总功、机械效率的概念与计算。核心在于理解动滑轮需要克服自身重力做额外功，而定滑轮无额外功（绳重摩擦不计），这是区分两者总功和机械效率的关键。
【难度系数】
0.6
2. 如图12-4-3甲、乙所示,用相同的滑轮采用不同的绕绳方法,分别将重为200 N和100 N的重物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),则下列说法中正确的是()
A.$F_{甲}＜F_{乙}$
B.$W_{有用甲}＜W_{有用乙}$
C.$W_{额外甲}＞W_{额外乙}$
D.$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
A.$F_{甲}＜F_{乙}$
B.$W_{有用甲}＜W_{有用乙}$
C.$W_{额外甲}＞W_{额外乙}$
D.$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需结合滑轮组的拉力、有用功、额外功、机械效率的相关公式，逐一分析每个选项：
1. 拉力分析：不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G_{物} + G_{动}}{n} $，先确定甲、乙滑轮组的绳子段数$ n $，再结合重物重力和动滑轮重力比较拉力大小；
2. 有用功分析：有用功是克服重物重力做的功，公式为$ W_{有用} = G_{物}h $，根据重物重力和提升高度比较有用功大小；
3. 额外功分析：不计绳重和摩擦时，额外功是克服动滑轮重力做的功，公式为$ W_{额外} = G_{动}h $，结合动滑轮重力和提升高度判断额外功关系；
4. 机械效率分析：机械效率公式为$ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}}{G_{物} + G_{动}} $，结合重物重力和动滑轮重力比较机械效率大小。
【解析】
设动滑轮重力为$ G_{动} $，提升高度为$ h $：
选项A：甲滑轮组绳子段数$ n_{甲}=2 $，乙滑轮组绳子段数$ n_{乙}=3 $。不计绳重和摩擦，拉力$ F_{甲} = \frac{G_{1} + G_{动}}{n_{甲}} = \frac{200N + G_{动}}{2} $，$ F_{乙} = \frac{G_{2} + G_{动}}{n_{乙}} = \frac{100N + G_{动}}{3} $。假设$ G_{动}=20N $，则$ F_{甲}=110N $，$ F_{乙}=40N $，显然$ F_{甲}＞F_{乙} $，A错误；
选项B：有用功$ W_{有用甲}=G_{1}h=200N×h $，$ W_{有用乙}=G_{2}h=100N×h $，因为$ 200N＞100N $，所以$ W_{有用甲}＞W_{有用乙} $，B错误；
选项C：不计绳重和摩擦，额外功$ W_{额外甲}=G_{动}h $，$ W_{额外乙}=G_{动}h $，因此$ W_{额外甲}=W_{额外乙} $，C错误；
选项D：机械效率$ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}h}{G_{物}h + G_{动}h} = \frac{G_{物}}{G_{物} + G_{动}} $。因为$ G_{1}＞G_{2} $，$ G_{动} $相同，所以$ \eta_{甲} = \frac{200N}{200N + G_{动}} $，$ \eta_{乙} = \frac{100N}{100N + G_{动}} $，显然$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算；有用功与额外功；机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需熟练掌握拉力、有用功、额外功、机械效率的计算公式，明确不计绳重和摩擦时额外功的来源，通过公式推导比较各物理量的大小关系，是对滑轮组核心知识点的综合考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合滑轮组的拉力、有用功、额外功、机械效率的相关公式，逐一分析每个选项：
1. 拉力分析：不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力公式为$ F = \frac{G_{物} + G_{动}}{n} $，先确定甲、乙滑轮组的绳子段数$ n $，再结合重物重力和动滑轮重力比较拉力大小；
2. 有用功分析：有用功是克服重物重力做的功，公式为$ W_{有用} = G_{物}h $，根据重物重力和提升高度比较有用功大小；
3. 额外功分析：不计绳重和摩擦时，额外功是克服动滑轮重力做的功，公式为$ W_{额外} = G_{动}h $，结合动滑轮重力和提升高度判断额外功关系；
4. 机械效率分析：机械效率公式为$ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}}{G_{物} + G_{动}} $，结合重物重力和动滑轮重力比较机械效率大小。
【解析】
设动滑轮重力为$ G_{动} $，提升高度为$ h $：
选项A：甲滑轮组绳子段数$ n_{甲}=2 $，乙滑轮组绳子段数$ n_{乙}=3 $。不计绳重和摩擦，拉力$ F_{甲} = \frac{G_{1} + G_{动}}{n_{甲}} = \frac{200N + G_{动}}{2} $，$ F_{乙} = \frac{G_{2} + G_{动}}{n_{乙}} = \frac{100N + G_{动}}{3} $。假设$ G_{动}=20N $，则$ F_{甲}=110N $，$ F_{乙}=40N $，显然$ F_{甲}＞F_{乙} $，A错误；
选项B：有用功$ W_{有用甲}=G_{1}h=200N×h $，$ W_{有用乙}=G_{2}h=100N×h $，因为$ 200N＞100N $，所以$ W_{有用甲}＞W_{有用乙} $，B错误；
选项C：不计绳重和摩擦，额外功$ W_{额外甲}=G_{动}h $，$ W_{额外乙}=G_{动}h $，因此$ W_{额外甲}=W_{额外乙} $，C错误；
选项D：机械效率$ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}h}{G_{物}h + G_{动}h} = \frac{G_{物}}{G_{物} + G_{动}} $。因为$ G_{1}＞G_{2} $，$ G_{动} $相同，所以$ \eta_{甲} = \frac{200N}{200N + G_{动}} $，$ \eta_{乙} = \frac{100N}{100N + G_{动}} $，显然$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算；有用功与额外功；机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需熟练掌握拉力、有用功、额外功、机械效率的计算公式，明确不计绳重和摩擦时额外功的来源，通过公式推导比较各物理量的大小关系，是对滑轮组核心知识点的综合考查。
【难度系数】
0.6
3. 用如图12-4-4所示的杠杆将重为3 N的物体缓慢匀速提高10 cm,手的拉力$F$为2 N,手移动的距离$s$为30 cm,则杠杆的机械效率为()
A.22%
B.33%
C.50%
D.67%
A.22%
B.33%
C.50%
D.67%
答案
C
解析
【分析】
要解决此题，需明确机械效率的计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。首先确定有用功和总功：有用功是克服物体重力所做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；总功是拉力所做的功，公式为$W_{总}=Fs$。代入题目给出的数值分别计算有用功和总功，再代入机械效率公式即可求出结果，最后对应选项得出答案。
【解析】
已知：$G=3\,\mathrm{N}$，$h=10\,\mathrm{cm}=0.1\,\mathrm{m}$，$F=2\,\mathrm{N}$，$s=30\,\mathrm{cm}=0.3\,\mathrm{m}$
1. 计算有用功：
$W_{有用}=Gh=3\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}=0.3\,\mathrm{J}$
2. 计算总功：
$W_{总}=Fs=2\,\mathrm{N}×0.3\,\mathrm{m}=0.6\,\mathrm{J}$
3. 计算机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.3\,\mathrm{J}}{0.6\,\mathrm{J}}×100\%=50\%$
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
机械效率的计算；有用功与总功
【点评】
本题考查机械效率的基础计算，核心是准确区分有用功（对物体做的功）和总功（拉力做的功），熟练掌握机械效率公式即可轻松解答，属于基础题型。
【难度系数】
0.7
要解决此题，需明确机械效率的计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。首先确定有用功和总功：有用功是克服物体重力所做的功，公式为$W_{有用}=Gh$；总功是拉力所做的功，公式为$W_{总}=Fs$。代入题目给出的数值分别计算有用功和总功，再代入机械效率公式即可求出结果，最后对应选项得出答案。
【解析】
已知：$G=3\,\mathrm{N}$，$h=10\,\mathrm{cm}=0.1\,\mathrm{m}$，$F=2\,\mathrm{N}$，$s=30\,\mathrm{cm}=0.3\,\mathrm{m}$
1. 计算有用功：
$W_{有用}=Gh=3\,\mathrm{N}×0.1\,\mathrm{m}=0.3\,\mathrm{J}$
2. 计算总功：
$W_{总}=Fs=2\,\mathrm{N}×0.3\,\mathrm{m}=0.6\,\mathrm{J}$
3. 计算机械效率：
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.3\,\mathrm{J}}{0.6\,\mathrm{J}}×100\%=50\%$
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
机械效率的计算；有用功与总功
【点评】
本题考查机械效率的基础计算，核心是准确区分有用功（对物体做的功）和总功（拉力做的功），熟练掌握机械效率公式即可轻松解答，属于基础题型。
【难度系数】
0.7
4. 如图12-4-5所示的滑轮组,用$F=30\ \mathrm{N}$的拉力,拉动水平地面上重为300 N的物体,使物体匀速前进了2 m。物体与地面之间的摩擦力为45 N,在此过程中,下列说法正确的是()
①绳子自由端移动的距离是2 m;②拉力做的功是120 J;③此滑轮组的机械效率是75%;④A点受到的拉力为300 N
A.只有①④
B.只有①③
C.只有②③
D.只有②④
①绳子自由端移动的距离是2 m;②拉力做的功是120 J;③此滑轮组的机械效率是75%;④A点受到的拉力为300 N
A.只有①④
B.只有①③
C.只有②③
D.只有②④
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合水平滑轮组的特点，逐个分析每个说法：
1. 先确定滑轮组的绳子段数$n$：由图可知，动滑轮上有2段绳子承担摩擦力，即$n=2$。
2. 分析绳子自由端移动距离：根据水平滑轮组的特点，绳子自由端移动距离$s = n×s_{物}$，代入数值计算后判断①的正误；
3. 计算拉力做的总功：利用公式$W_{总}=F×s$，代入拉力$F$和自由端移动距离$s$，计算后判断②的正误；
4. 计算机械效率：水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，即$W_{有}=f×s_{物}$，再结合机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$计算，判断③的正误；
5. 分析A点的拉力：物体匀速前进，处于平衡状态，A点拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此判断④的正误，最后综合得出正确选项。
【解析】
对每个说法逐一分析：
① 由图可知，动滑轮上有2段绳子，即$n=2$。物体移动距离$s_{物}=2m$，绳子自由端移动的距离$s = n×s_{物}=2×2m=4m$，故①错误；
② 拉力做的总功$W_{总}=F×s=30N×4m=120J$，故②正确；
③ 有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，$W_{有}=f×s_{物}=45N×2m=90J$，
滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{90J}{120J}×100\%=75\%$，故③正确；
④ 物体匀速前进，处于平衡状态，A点受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，即$F_A=f=45N$，不是300N，故④错误；
综上，正确的是②③，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的功；机械效率；二力平衡
【点评】
本题考查水平滑轮组的功、机械效率及二力平衡的应用，关键是区分水平滑轮组和竖直滑轮组的不同，水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功，而非克服物体重力做功，这是容易出错的点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合水平滑轮组的特点，逐个分析每个说法：
1. 先确定滑轮组的绳子段数$n$：由图可知，动滑轮上有2段绳子承担摩擦力，即$n=2$。
2. 分析绳子自由端移动距离：根据水平滑轮组的特点，绳子自由端移动距离$s = n×s_{物}$，代入数值计算后判断①的正误；
3. 计算拉力做的总功：利用公式$W_{总}=F×s$，代入拉力$F$和自由端移动距离$s$，计算后判断②的正误；
4. 计算机械效率：水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，即$W_{有}=f×s_{物}$，再结合机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$计算，判断③的正误；
5. 分析A点的拉力：物体匀速前进，处于平衡状态，A点拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此判断④的正误，最后综合得出正确选项。
【解析】
对每个说法逐一分析：
① 由图可知，动滑轮上有2段绳子，即$n=2$。物体移动距离$s_{物}=2m$，绳子自由端移动的距离$s = n×s_{物}=2×2m=4m$，故①错误；
② 拉力做的总功$W_{总}=F×s=30N×4m=120J$，故②正确；
③ 有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，$W_{有}=f×s_{物}=45N×2m=90J$，
滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{90J}{120J}×100\%=75\%$，故③正确；
④ 物体匀速前进，处于平衡状态，A点受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，即$F_A=f=45N$，不是300N，故④错误；
综上，正确的是②③，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的功；机械效率；二力平衡
【点评】
本题考查水平滑轮组的功、机械效率及二力平衡的应用，关键是区分水平滑轮组和竖直滑轮组的不同，水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功，而非克服物体重力做功，这是容易出错的点。
【难度系数】
0.6
5. 如图12-4-6所示,小白用三种方法把重为170 N的沙子匀速提到三楼去。请根据图中所提供的信息判断下列说法错误的是(绳与滑轮的摩擦不计,不考虑滑轮和桶、滑轮和口袋的间距)()
A.三种方法所做的有用功相同
B.第③种情况下所做的额外功最小
C.第②种情况下所做的总功最大
D.第③种情况下人对绳的拉力比②小
A.三种方法所做的有用功相同
B.第③种情况下所做的额外功最小
C.第②种情况下所做的总功最大
D.第③种情况下人对绳的拉力比②小
答案
C
解析
【分析】
要判断各选项对错，需明确有用功、额外功、总功的定义，以及动滑轮拉力的计算方法：
1. 有用功：对沙子做的功，因为目的是提升沙子，三种情况提升的沙子重力和高度相同，所以先分析A选项。
2. 额外功：对不需要但不得不做功的物体做的功。①中工人爬楼梯，额外功是克服桶重和自身重力做功；②中额外功是克服动滑轮和桶重做功；③中额外功是克服动滑轮和口袋重做功，据此分析B选项。
3. 总功=有用功+额外功，结合额外功的大小，判断总功的大小关系，分析C选项。
4. 动滑轮拉力：绳与滑轮摩擦不计，拉力为承担总重力的一半，计算②和③的拉力，分析D选项。
【解析】
首先确定提升高度：三楼高度为$ h = 3m × 2 = 6m $。
分析A选项：
有用功是对沙子做的功，$ W_{有} = G_{沙}h $，三种情况中$ G_{沙} $和$ h $都相同，所以有用功相同，A正确。
分析B选项：
额外功是对额外物体做的功：
①的额外功：工人爬楼梯，需克服自身重力和桶重做功，额外功较大；
②的额外功：$ W_{额2} = (G_{桶} + G_{动})h = (20N + 10N) × 6m = 180J $；
③的额外功：$ W_{额3} = (G_{袋} + G_{动})h = (5N + 10N) × 6m = 90J $；
可见③的额外功最小，B正确。
分析C选项：
总功$ W_{总} = W_{有} + W_{额} $：
①的总功：$ W_{总1} = (G_{沙} + G_{桶} + G_{人})h $，人的重力远大于动滑轮、桶的重力，所以$ W_{总1} $远大于$ W_{总2} $；
②的总功：$ W_{总2} = W_{有} + W_{额2} = 170N × 6m + 180J = 1020J + 180J = 1200J $；
因此①的总功最大，并非②的总功最大，C错误。
分析D选项：
绳与滑轮摩擦不计，动滑轮拉力为总重力的一半：
②的拉力：$ F_{2} = \frac{G_{沙} + G_{桶} + G_{动}}{2} = \frac{170N + 20N + 10N}{2} = 100N $；
③的拉力：$ F_{3} = \frac{G_{沙} + G_{袋} + G_{动}}{2} = \frac{170N + 5N + 10N}{2} = 92.5N $；
可见$ F_{3} ＜ F_{2} $，D正确。
综上，错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
有用功额外功总功；动滑轮拉力计算
【点评】
本题需注意区分不同提升方式的额外功组成，第一种情况工人自身上升，额外功包含克服自身重力的功，这是容易忽略的点，需结合实际情景分析功的组成。
【难度系数】
0.6
要判断各选项对错，需明确有用功、额外功、总功的定义，以及动滑轮拉力的计算方法：
1. 有用功：对沙子做的功，因为目的是提升沙子，三种情况提升的沙子重力和高度相同，所以先分析A选项。
2. 额外功：对不需要但不得不做功的物体做的功。①中工人爬楼梯，额外功是克服桶重和自身重力做功；②中额外功是克服动滑轮和桶重做功；③中额外功是克服动滑轮和口袋重做功，据此分析B选项。
3. 总功=有用功+额外功，结合额外功的大小，判断总功的大小关系，分析C选项。
4. 动滑轮拉力：绳与滑轮摩擦不计，拉力为承担总重力的一半，计算②和③的拉力，分析D选项。
【解析】
首先确定提升高度：三楼高度为$ h = 3m × 2 = 6m $。
分析A选项：
有用功是对沙子做的功，$ W_{有} = G_{沙}h $，三种情况中$ G_{沙} $和$ h $都相同，所以有用功相同，A正确。
分析B选项：
额外功是对额外物体做的功：
①的额外功：工人爬楼梯，需克服自身重力和桶重做功，额外功较大；
②的额外功：$ W_{额2} = (G_{桶} + G_{动})h = (20N + 10N) × 6m = 180J $；
③的额外功：$ W_{额3} = (G_{袋} + G_{动})h = (5N + 10N) × 6m = 90J $；
可见③的额外功最小，B正确。
分析C选项：
总功$ W_{总} = W_{有} + W_{额} $：
①的总功：$ W_{总1} = (G_{沙} + G_{桶} + G_{人})h $，人的重力远大于动滑轮、桶的重力，所以$ W_{总1} $远大于$ W_{总2} $；
②的总功：$ W_{总2} = W_{有} + W_{额2} = 170N × 6m + 180J = 1020J + 180J = 1200J $；
因此①的总功最大，并非②的总功最大，C错误。
分析D选项：
绳与滑轮摩擦不计，动滑轮拉力为总重力的一半：
②的拉力：$ F_{2} = \frac{G_{沙} + G_{桶} + G_{动}}{2} = \frac{170N + 20N + 10N}{2} = 100N $；
③的拉力：$ F_{3} = \frac{G_{沙} + G_{袋} + G_{动}}{2} = \frac{170N + 5N + 10N}{2} = 92.5N $；
可见$ F_{3} ＜ F_{2} $，D正确。
综上，错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
有用功额外功总功；动滑轮拉力计算
【点评】
本题需注意区分不同提升方式的额外功组成，第一种情况工人自身上升，额外功包含克服自身重力的功，这是容易忽略的点，需结合实际情景分析功的组成。
【难度系数】
0.6
