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1. 如图所示,利用动滑轮将重为18N的物体竖直向上匀速提升了2m,拉力F为12N,拉力做功为________J,滑轮的机械效率为________。
答案
48
75%
75%
解析
【解析】
1. 动滑轮绳子段数$n=2$，绳子自由端移动距离：$s=nh=2×2m=4m$
2. 拉力做的总功：$W_{总}=Fs=12N×4m=48J$
3. 提升物体的有用功：$W_{有用}=Gh=18N×2m=36J$
4. 滑轮的机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{36J}{48J}×100\%=75\%$
【答案】
48；75%
【知识点】
功的计算；机械效率计算；动滑轮的特点
【点评】
本题考查动滑轮相关的功与机械效率计算，需明确动滑轮绳子段数，正确区分总功与有用功，属于力学机械效率部分的基础题型，侧重对基本公式的应用考查。
【难度系数】
0.8
1. 动滑轮绳子段数$n=2$，绳子自由端移动距离：$s=nh=2×2m=4m$
2. 拉力做的总功：$W_{总}=Fs=12N×4m=48J$
3. 提升物体的有用功：$W_{有用}=Gh=18N×2m=36J$
4. 滑轮的机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{36J}{48J}×100\%=75\%$
【答案】
48；75%
【知识点】
功的计算；机械效率计算；动滑轮的特点
【点评】
本题考查动滑轮相关的功与机械效率计算，需明确动滑轮绳子段数，正确区分总功与有用功，属于力学机械效率部分的基础题型，侧重对基本公式的应用考查。
【难度系数】
0.8
2. 如图所示,小杰利用滑轮组将重为60N的物体提升了3m,所用的拉力是25N,则动滑轮的重力为________N,该滑轮组的机械效率为________。(不考虑绳重和摩擦)
答案
15
80%
80%
解析
【解析】
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=3 $。
1. 计算动滑轮重力：
不考虑绳重和摩擦时，拉力公式为$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $，变形可得$ G_{动}=nF - G_{物} $。
代入数据：$ G_{动}=3×25N - 60N=15N $。
2. 计算滑轮组的机械效率：
有用功$ W_{有}=G_{物}h=60N×3m=180J $，
绳子自由端移动的距离$ s=nh=3×3m=9m $，
总功$ W_{总}=Fs=25N×9m=225J $，
机械效率$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{180J}{225J}×100\%=80\% $。
【答案】
15；80%
【知识点】
滑轮组拉力计算、滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础力学计算，需明确承担物重的绳子段数，熟练运用相关公式，注意“不考虑绳重和摩擦”条件的应用，属于基础题型。
【难度系数】
0.8
由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=3 $。
1. 计算动滑轮重力：
不考虑绳重和摩擦时，拉力公式为$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $，变形可得$ G_{动}=nF - G_{物} $。
代入数据：$ G_{动}=3×25N - 60N=15N $。
2. 计算滑轮组的机械效率：
有用功$ W_{有}=G_{物}h=60N×3m=180J $，
绳子自由端移动的距离$ s=nh=3×3m=9m $，
总功$ W_{总}=Fs=25N×9m=225J $，
机械效率$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{180J}{225J}×100\%=80\% $。
【答案】
15；80%
【知识点】
滑轮组拉力计算、滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础力学计算，需明确承担物重的绳子段数，熟练运用相关公式，注意“不考虑绳重和摩擦”条件的应用，属于基础题型。
【难度系数】
0.8
3. 如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为400N的物体,拉力F= 50N。若物体和地面之间的摩擦力为80N,则A处的拉力为________N,滑轮组的机械效率为________。
答案
80
80%
80%
解析
【解析】
1. 物体做匀速直线运动，处于平衡状态，A处拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，可得A处的拉力$ F_A = f = 80N $。
2. 由图可知，滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$ n=2 $，则绳子自由端移动的距离$ s_{绳}=2s_{物} $。
滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% = \frac{f · s_{物}}{F · s_{绳}} × 100\% = \frac{f}{2F} × 100\% $，
将$ f=80N $，$ F=50N $代入公式，得$ \eta = \frac{80N}{2 × 50N} × 100\% = 80\% $。
【答案】
80；80%
【知识点】
二力平衡条件、滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查水平滑轮组的相关计算，需明确水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做功，区分其与竖直滑轮组的差异，掌握二力平衡和机械效率公式是解题关键。
【难度系数】
0.7
1. 物体做匀速直线运动，处于平衡状态，A处拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，可得A处的拉力$ F_A = f = 80N $。
2. 由图可知，滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$ n=2 $，则绳子自由端移动的距离$ s_{绳}=2s_{物} $。
滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% = \frac{f · s_{物}}{F · s_{绳}} × 100\% = \frac{f}{2F} × 100\% $，
将$ f=80N $，$ F=50N $代入公式，得$ \eta = \frac{80N}{2 × 50N} × 100\% = 80\% $。
【答案】
80；80%
【知识点】
二力平衡条件、滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查水平滑轮组的相关计算，需明确水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做功，区分其与竖直滑轮组的差异，掌握二力平衡和机械效率公式是解题关键。
【难度系数】
0.7
4. 如图所示的滑轮(不计绳重和摩擦),把重150N的物体匀速提起,所用拉力为100N,则关于该滑轮的说法中错误的是( )
A.滑轮重50N
B.使用该滑轮提物体费距离
C.该滑轮的机械效率恒为75%
D.若用该滑轮匀速提起重200N的物体,所用拉力为125N
A.滑轮重50N
B.使用该滑轮提物体费距离
C.该滑轮的机械效率恒为75%
D.若用该滑轮匀速提起重200N的物体,所用拉力为125N
答案
C
解析
【解析】
不计绳重和摩擦，根据动滑轮的受力公式 $ F = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2} $：
1. 计算滑轮重：$ G_{\mathrm{轮}} = 2F - G = 2 × 100\,\mathrm{N} - 150\,\mathrm{N} = 50\,\mathrm{N} $，故A选项正确；
2. 动滑轮的特点是省力费距离，故B选项正确；
3. 机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} = \frac{Gh}{Gh + G_{\mathrm{轮}}h} = \frac{G}{G + G_{\mathrm{轮}}} $，当物体重力G变化时，机械效率会改变，并非恒为75%，故C选项错误；
4. 提起200N物体时，拉力 $ F' = \frac{G' + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{200\,\mathrm{N} + 50\,\mathrm{N}}{2} = 125\,\mathrm{N} $，故D选项正确。
因此错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮的特点；机械效率的计算
【点评】
本题考查动滑轮的受力分析、机械效率的计算，需注意动滑轮的机械效率随物重增大而提高，并非恒定值。
【难度系数】
0.6
不计绳重和摩擦，根据动滑轮的受力公式 $ F = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2} $：
1. 计算滑轮重：$ G_{\mathrm{轮}} = 2F - G = 2 × 100\,\mathrm{N} - 150\,\mathrm{N} = 50\,\mathrm{N} $，故A选项正确；
2. 动滑轮的特点是省力费距离，故B选项正确；
3. 机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} = \frac{Gh}{Gh + G_{\mathrm{轮}}h} = \frac{G}{G + G_{\mathrm{轮}}} $，当物体重力G变化时，机械效率会改变，并非恒为75%，故C选项错误；
4. 提起200N物体时，拉力 $ F' = \frac{G' + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{200\,\mathrm{N} + 50\,\mathrm{N}}{2} = 125\,\mathrm{N} $，故D选项正确。
因此错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮的特点；机械效率的计算
【点评】
本题考查动滑轮的受力分析、机械效率的计算，需注意动滑轮的机械效率随物重增大而提高，并非恒定值。
【难度系数】
0.6
5. 用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.4m/s
B.滑轮组的有用功为2000J
C.拉力F的功率为100W
D.滑轮组的机械效率为80%
A.物体A上升的速度为0.4m/s
B.滑轮组的有用功为2000J
C.拉力F的功率为100W
D.滑轮组的机械效率为80%
答案
D
解析
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：物体A上升的速度$ v = \frac{s}{t} = \frac{2m}{10s} = 0.2m/s $，故A错误。
选项B：有用功$ W_{有} = Gh = 800N×2m = 1600J $，故B错误。
选项C：由图知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，不计绳重和摩擦，拉力$ F = \frac{G + G_{动}}{2} = \frac{800N + 200N}{2} = 500N $，绳子自由端移动的距离$ s = nh = 2×2m = 4m $，拉力做的总功$ W_{总} = Fs = 500N×4m = 2000J $，拉力的功率$ P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{2000J}{10s} = 200W $，故C错误。
选项D：滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% = \frac{1600J}{2000J}×100\% = 80\% $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组的功、功率与机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的速度、有用功、功率及机械效率的计算，需熟练掌握相关公式，明确各物理量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
选项A：物体A上升的速度$ v = \frac{s}{t} = \frac{2m}{10s} = 0.2m/s $，故A错误。
选项B：有用功$ W_{有} = Gh = 800N×2m = 1600J $，故B错误。
选项C：由图知，滑轮组中承担物重的绳子段数$ n=2 $，不计绳重和摩擦，拉力$ F = \frac{G + G_{动}}{2} = \frac{800N + 200N}{2} = 500N $，绳子自由端移动的距离$ s = nh = 2×2m = 4m $，拉力做的总功$ W_{总} = Fs = 500N×4m = 2000J $，拉力的功率$ P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{2000J}{10s} = 200W $，故C错误。
选项D：滑轮组的机械效率$ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}×100\% = \frac{1600J}{2000J}×100\% = 80\% $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组的功、功率与机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的速度、有用功、功率及机械效率的计算，需熟练掌握相关公式，明确各物理量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
6. (双选)如图所示,将一个重9N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s= 1.2m,物体升高的高度h= 0.3m,则( )
A.物体所受的摩擦力为3.6N
B.物体克服重力做功2.7J
C.拉力做功1.35J
D.斜面的机械效率为62.5%
A.物体所受的摩擦力为3.6N
B.物体克服重力做功2.7J
C.拉力做功1.35J
D.斜面的机械效率为62.5%
答案
BD
解析
【解析】
1. 计算物体克服重力做的有用功：
$ W_{有}=Gh=9N×0.3m=2.7J $，故B选项正确。
2. 计算拉力做的总功：
$ W_{总}=Fs=3.6N×1.2m=4.32J $，故C选项错误。
3. 计算额外功及摩擦力：
$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=4.32J-2.7J=1.62J $，由$ W_{额}=fs $得，$ f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{1.62J}{1.2m}=1.35N $，故A选项错误。
4. 计算斜面的机械效率：
$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2.7J}{4.32J}×100\%=62.5\% $，故D选项正确。
综上，正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
功的计算、机械效率计算
【点评】
本题考查斜面的功和机械效率的计算，需区分有用功、总功、额外功，掌握机械效率的计算公式，注意双选题的选项判断。
【难度系数】
0.6
1. 计算物体克服重力做的有用功：
$ W_{有}=Gh=9N×0.3m=2.7J $，故B选项正确。
2. 计算拉力做的总功：
$ W_{总}=Fs=3.6N×1.2m=4.32J $，故C选项错误。
3. 计算额外功及摩擦力：
$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=4.32J-2.7J=1.62J $，由$ W_{额}=fs $得，$ f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{1.62J}{1.2m}=1.35N $，故A选项错误。
4. 计算斜面的机械效率：
$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2.7J}{4.32J}×100\%=62.5\% $，故D选项正确。
综上，正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
功的计算、机械效率计算
【点评】
本题考查斜面的功和机械效率的计算，需区分有用功、总功、额外功，掌握机械效率的计算公式，注意双选题的选项判断。
【难度系数】
0.6
7. 如图所示,是小林同学在示范性综合实践基地体验站在地面上使用滑轮组提升物体A的情景。已知物体A重400N,小林的体重为500N,他用250N的力将物体A匀速提升了2m,用时10s。求：
(1)物体A上升的速度。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)为了提高机械效率,小林准备将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升。请你直接说出小林的做法是否可行及会出现的现象。(写出一条即可,不必计算说明)
(1)物体A上升的速度。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)为了提高机械效率,小林准备将4个与物体A相同的物体捆绑在一起提升。请你直接说出小林的做法是否可行及会出现的现象。(写出一条即可,不必计算说明)
答案
解：
$ (1) v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知n=2，
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 该做法不可行，提升4个物体时滑轮组自由端拉力大于小林的重力，无法将其拉起
$ (1) v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知n=2，
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 该做法不可行，提升4个物体时滑轮组自由端拉力大于小林的重力，无法将其拉起
解析
【解析】
(1) 物体A上升的速度：
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，
滑轮组的机械效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 提升4个与物体A相同的物体时，滑轮组自由端拉力会大于小林的体重，小林无法拉起物体，故该做法不可行。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.2\ \mathrm{m/s}}$
(2) $\boldsymbol{80\%}$
(3) 不可行，小林会被绳子拉起（或无法将物体提升起来）
【知识点】
速度的计算、滑轮组的机械效率、滑轮组的受力分析
【点评】
本题结合实际场景考查滑轮组的综合计算，涵盖速度、机械效率的计算，同时要求结合实际判断操作的可行性，注重物理知识的实际应用，考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.6
(1) 物体A上升的速度：
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$
(2) 由图可知滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，
滑轮组的机械效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{400\ \mathrm{N}}{2×250\ \mathrm{N}}×100\%=80\%$
(3) 提升4个与物体A相同的物体时，滑轮组自由端拉力会大于小林的体重，小林无法拉起物体，故该做法不可行。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.2\ \mathrm{m/s}}$
(2) $\boldsymbol{80\%}$
(3) 不可行，小林会被绳子拉起（或无法将物体提升起来）
【知识点】
速度的计算、滑轮组的机械效率、滑轮组的受力分析
【点评】
本题结合实际场景考查滑轮组的综合计算，涵盖速度、机械效率的计算，同时要求结合实际判断操作的可行性，注重物理知识的实际应用，考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.6
