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7. 如图6-5-5所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力$F_1$、$F_2$、$F_3$拉起物体匀速上升。则关于$F_1$、$F_2$、$F_3$的大小，下列说法正确的是(
A.$F_1$较大
B.$F_2$较大
C.$F_3$较大
D.三个力一样大
D
)。A.$F_1$较大
B.$F_2$较大
C.$F_3$较大
D.三个力一样大
答案
7.D
解析
【分析】
要解决本题，首先明确图中滑轮为定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆。解题思路是：根据定滑轮的工作特点，定滑轮不省力，仅改变力的方向，拉力大小等于物体重力，与拉力方向无关，据此判断三个力的大小关系。
【解析】
图中的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质为等臂杠杆，动力臂、阻力臂都等于滑轮的半径。当物体匀速上升时，根据杠杆平衡条件，拉力大小等于物体的重力；无论拉力$F_1$、$F_2$、$F_3$的方向如何，动力臂始终等于滑轮半径，因此三个拉力的大小都等于物体的重力，即三个力一样大。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点；等臂杠杆
【点评】
本题考查定滑轮的工作特点，需牢记定滑轮不省力、仅改变力的方向，拉力大小与方向无关，避免因方向不同误判断力大小。
【难度系数】
0.5
要解决本题，首先明确图中滑轮为定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆。解题思路是：根据定滑轮的工作特点，定滑轮不省力，仅改变力的方向，拉力大小等于物体重力，与拉力方向无关，据此判断三个力的大小关系。
【解析】
图中的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质为等臂杠杆，动力臂、阻力臂都等于滑轮的半径。当物体匀速上升时，根据杠杆平衡条件，拉力大小等于物体的重力；无论拉力$F_1$、$F_2$、$F_3$的方向如何，动力臂始终等于滑轮半径，因此三个拉力的大小都等于物体的重力，即三个力一样大。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点；等臂杠杆
【点评】
本题考查定滑轮的工作特点，需牢记定滑轮不省力、仅改变力的方向，拉力大小与方向无关，避免因方向不同误判断力大小。
【难度系数】
0.5
8. 以下是一些利用滑轮组提升货物时，滑轮组机械效率高低的说法，其中正确的是(
A.有用功越多，机械效率越高
B.有用功占总功的比例越大，机械效率越高
C.额外功越少，机械效率越高
D.同一滑轮组提起同一货物越快，机械效率越高
B
)。A.有用功越多，机械效率越高
B.有用功占总功的比例越大，机械效率越高
C.额外功越少，机械效率越高
D.同一滑轮组提起同一货物越快，机械效率越高
答案
8.B
解析
【分析】首先明确机械效率的定义：机械效率η=W有用/W总×100%，它反映的是有用功在总功中所占的比例，并非由单一的有用功、额外功或做功快慢决定。接下来逐个分析选项：A选项仅强调有用功多，但总功若同步大幅增加，有用功占总功的比例可能降低，机械效率不一定高；B选项符合机械效率的本质定义；C选项仅强调额外功少，但总功若减少，有用功占总功的比例可能降低，机械效率不一定高；D选项中做功快慢（功率）与机械效率无关，机械效率不会随速度变化。
【解析】根据机械效率的定义η=W有用/W总，对各选项逐一分析：
1. 选项A：机械效率由有用功和总功共同决定，仅有用功多，若总功更大，有用功占比可能更小，机械效率更低，故A错误；
2. 选项B：机械效率的核心是有用功与总功的比值，比值越大，机械效率越高，故B正确；
3. 选项C：额外功少，但总功（有用功+额外功）若减少，有用功占总功的比例可能降低，机械效率不一定高，故C错误；
4. 选项D：机械效率与做功快慢（功率）无关，同一滑轮组提起同一货物时，速度快仅说明功率大，机械效率不变，故D错误。
【答案】B
【知识点】机械效率的概念
【点评】本题考查机械效率的基础概念，关键是理解机械效率是有用功与总功的比值，不能仅凭单一物理量或做功快慢判断机械效率，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】0.6
【解析】根据机械效率的定义η=W有用/W总，对各选项逐一分析：
1. 选项A：机械效率由有用功和总功共同决定，仅有用功多，若总功更大，有用功占比可能更小，机械效率更低，故A错误；
2. 选项B：机械效率的核心是有用功与总功的比值，比值越大，机械效率越高，故B正确；
3. 选项C：额外功少，但总功（有用功+额外功）若减少，有用功占总功的比例可能降低，机械效率不一定高，故C错误；
4. 选项D：机械效率与做功快慢（功率）无关，同一滑轮组提起同一货物时，速度快仅说明功率大，机械效率不变，故D错误。
【答案】B
【知识点】机械效率的概念
【点评】本题考查机械效率的基础概念，关键是理解机械效率是有用功与总功的比值，不能仅凭单一物理量或做功快慢判断机械效率，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】0.6
9. 用如图6-5-6所示的装置提升重为800 N的物体A，动滑轮重为200 N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10 s内竖直匀速上升了2 m。在此过程中，不计绳重和轴处摩擦，下列说法正确的是(
A.物体A上升的速度为0.4 m/s
B.滑轮组的有用功为2 000 J
C.拉力F的功率为100 W
D.滑轮组的机械效率为80%
D
)。A.物体A上升的速度为0.4 m/s
B.滑轮组的有用功为2 000 J
C.拉力F的功率为100 W
D.滑轮组的机械效率为80%
答案
9.D
解析
【分析】
要解决这道题，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=2，再分别计算各选项涉及的物理量：物体上升速度、有用功、拉力、总功、功率、机械效率，逐一判断选项的正确性。
【解析】
1. 确定滑轮组的绳子段数：由图可知，动滑轮上有2段绳子承担物重，即n=2。
2. 分析选项A：物体A上升的速度 $ v_A = \frac{h}{t} = \frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}} = 0.2\ \mathrm{m/s} ≠ 0.4\ \mathrm{m/s} $，故A错误。
3. 分析选项B：滑轮组的有用功是提升物体做的功，$ W_{\mathrm{有}} = G_A h = 800\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 1600\ \mathrm{J} ≠ 2000\ \mathrm{J} $，故B错误。
4. 分析选项C：不计绳重和轴处摩擦，拉力 $ F = \frac{G_A + G_{\mathrm{动}}}{n} = \frac{800\ \mathrm{N} + 200\ \mathrm{N}}{2} = 500\ \mathrm{N} $；绳子自由端移动的距离 $ s = nh = 2 × 2\ \mathrm{m} = 4\ \mathrm{m} $；总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 500\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m} = 2000\ \mathrm{J} $；拉力的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{2000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 200\ \mathrm{W} ≠ 100\ \mathrm{W} $，故C错误。
5. 分析选项D：滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1600\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，需明确绳子段数的判断，区分有用功与总功，掌握机械效率和功率的计算公式，属于力学基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=2，再分别计算各选项涉及的物理量：物体上升速度、有用功、拉力、总功、功率、机械效率，逐一判断选项的正确性。
【解析】
1. 确定滑轮组的绳子段数：由图可知，动滑轮上有2段绳子承担物重，即n=2。
2. 分析选项A：物体A上升的速度 $ v_A = \frac{h}{t} = \frac{2\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}} = 0.2\ \mathrm{m/s} ≠ 0.4\ \mathrm{m/s} $，故A错误。
3. 分析选项B：滑轮组的有用功是提升物体做的功，$ W_{\mathrm{有}} = G_A h = 800\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 1600\ \mathrm{J} ≠ 2000\ \mathrm{J} $，故B错误。
4. 分析选项C：不计绳重和轴处摩擦，拉力 $ F = \frac{G_A + G_{\mathrm{动}}}{n} = \frac{800\ \mathrm{N} + 200\ \mathrm{N}}{2} = 500\ \mathrm{N} $；绳子自由端移动的距离 $ s = nh = 2 × 2\ \mathrm{m} = 4\ \mathrm{m} $；总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 500\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m} = 2000\ \mathrm{J} $；拉力的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{2000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 200\ \mathrm{W} ≠ 100\ \mathrm{W} $，故C错误。
5. 分析选项D：滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1600\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，需明确绳子段数的判断，区分有用功与总功，掌握机械效率和功率的计算公式，属于力学基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.6
10. 小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。
(1)实验要测量的物理量：
①用
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)；
③用
(2)跳绳时平均功率的表达式：P=
(3)小明和小华两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同)，则
A. 频率相同，体重大的功率大
B. 频率相同，跳的时间长的功率大
C. 体重相同，频率高的功率小
D. 体重相同，跳的时间长的功率大
(1)实验要测量的物理量：
①用
电子秤
(填测量器材)测量自己的质量m；②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)；
③用
秒表
(填测量器材)记录跳n次所用的时间t
(填物理量及其对应字母)。(2)跳绳时平均功率的表达式：P=
$\frac{n m g h}{t}$
。(3)小明和小华两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同)，则
A
。A. 频率相同，体重大的功率大
B. 频率相同，跳的时间长的功率大
C. 体重相同，频率高的功率小
D. 体重相同，跳的时间长的功率大
答案
10.(1) ①电子秤 ③秒表 时间t (2)$\frac{n m g h}{t}$ (3)A
解析
【分析】
要估测跳绳克服重力做功的平均功率，需结合功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$分析：首先明确每次跳绳克服重力做功为$W_1=mgh$，n次总功为$W_{总}=nmgh$，因此需要测量质量、跳起高度、跳n次的总时间；再根据功率公式推导表达式，最后结合功率的物理意义分析选项。
【解析】
(1) 测量自身质量需用电子秤；记录跳n次所用的时间需用秒表，对应物理量为时间$t$。
(2) 每次跳绳克服重力做功$W_1=mgh$，n次总功$W_{总}=nmgh$，平均功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{nmgh}{t}$。
(3) 功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{nmgh}{t}=f· mgh$（$f$为单位时间跳绳次数，即频率）：
A选项：频率相同（$f$相同），体重大（$m$大），则功率大，正确；
B选项：频率相同，功率与时间无关，总功相同的情况下，时间越长功率越小，错误；
C选项：体重相同，频率高（$f$大），功率更大，错误；
D选项：体重相同，功率与时间无关，时间长则功率小，错误。
【答案】
(1) ①电子秤；③秒表，时间$t$；(2) $\frac{nmgh}{t}$；(3) A
【知识点】
功的计算、平均功率、功率的物理意义
【点评】
本题结合实际场景考查平均功率的估测，核心是掌握功和功率的基本公式，需理解频率、体重、时间对功率的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要估测跳绳克服重力做功的平均功率，需结合功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$分析：首先明确每次跳绳克服重力做功为$W_1=mgh$，n次总功为$W_{总}=nmgh$，因此需要测量质量、跳起高度、跳n次的总时间；再根据功率公式推导表达式，最后结合功率的物理意义分析选项。
【解析】
(1) 测量自身质量需用电子秤；记录跳n次所用的时间需用秒表，对应物理量为时间$t$。
(2) 每次跳绳克服重力做功$W_1=mgh$，n次总功$W_{总}=nmgh$，平均功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{nmgh}{t}$。
(3) 功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{nmgh}{t}=f· mgh$（$f$为单位时间跳绳次数，即频率）：
A选项：频率相同（$f$相同），体重大（$m$大），则功率大，正确；
B选项：频率相同，功率与时间无关，总功相同的情况下，时间越长功率越小，错误；
C选项：体重相同，频率高（$f$大），功率更大，错误；
D选项：体重相同，功率与时间无关，时间长则功率小，错误。
【答案】
(1) ①电子秤；③秒表，时间$t$；(2) $\frac{nmgh}{t}$；(3) A
【知识点】
功的计算、平均功率、功率的物理意义
【点评】
本题结合实际场景考查平均功率的估测，核心是掌握功和功率的基本公式，需理解频率、体重、时间对功率的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
11. 图6-5-7是一种起重机的示意图，机身重为$2×10^5$ N，利用滑轮组控制起重钩的升降。现用该起重机匀速吊起8 t的货物，并使货物在10 s内匀速上升2 m，拉力F的功率为$2×10^4$ W。求：（g取10 N/kg）
（1）货物的重力；
（2）货物匀速上升时绳子自由端的拉力；
（3）滑轮组的机械效率。
图6-5-7
（1）货物的重力；
（2）货物匀速上升时绳子自由端的拉力；
（3）滑轮组的机械效率。
图6-5-7
答案
11.(1)$8×10^4\ \mathrm{N}$ (2)$5×10^4\ \mathrm{N}$ (3)$80\%$
解析
【分析】
要解决这道题，分三步思考：①求货物重力，利用重力公式$G=mg$，将质量单位换算后直接计算；②求绳子自由端拉力，先通过功率公式$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}$算出总功，再判断滑轮组承担物重的绳子段数$n$，得到绳子自由端移动距离$s=nh$，最后由总功公式$W_{\mathrm{总}}=Fs$变形求拉力；③求滑轮组机械效率，利用$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，其中有用功是提升货物做的功$W_{\mathrm{有用}}=Gh$，代入已得的有用功和总功计算效率。
【解析】
解：（1）货物的质量：$m=8\ \mathrm{t}=8×10^3\ \mathrm{kg}$
货物的重力：$G=mg=8×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8×10^4\ \mathrm{N}$
（2）拉力做的总功：$W_{\mathrm{总}}=Pt=2×10^4\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=2×10^5\ \mathrm{J}$
由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，货物上升高度$h=2\ \mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$
由$W_{\mathrm{总}}=Fs$得，绳子自由端的拉力：
$F=\frac{W_{\mathrm{总}}}{s}=\frac{2×10^5\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}}=5×10^4\ \mathrm{N}$
（3）提升货物做的有用功：$W_{\mathrm{有用}}=Gh=8×10^4\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1.6×10^5\ \mathrm{J}$
滑轮组的机械效率：
$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{1.6×10^5\ \mathrm{J}}{2×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$
【答案】
(1)$8×10^4\ \mathrm{N}$ (2)$5×10^4\ \mathrm{N}$ (3)$80\%$
【知识点】
重力计算、滑轮组拉力、机械效率
【点评】
本题是滑轮组相关的综合计算题，结合了重力、功率、机械效率的知识点，需要学生掌握滑轮组绳子段数的判断方法，以及各物理公式的灵活应用，属于中等难度的基础题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，分三步思考：①求货物重力，利用重力公式$G=mg$，将质量单位换算后直接计算；②求绳子自由端拉力，先通过功率公式$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}$算出总功，再判断滑轮组承担物重的绳子段数$n$，得到绳子自由端移动距离$s=nh$，最后由总功公式$W_{\mathrm{总}}=Fs$变形求拉力；③求滑轮组机械效率，利用$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，其中有用功是提升货物做的功$W_{\mathrm{有用}}=Gh$，代入已得的有用功和总功计算效率。
【解析】
解：（1）货物的质量：$m=8\ \mathrm{t}=8×10^3\ \mathrm{kg}$
货物的重力：$G=mg=8×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8×10^4\ \mathrm{N}$
（2）拉力做的总功：$W_{\mathrm{总}}=Pt=2×10^4\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=2×10^5\ \mathrm{J}$
由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，货物上升高度$h=2\ \mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$
由$W_{\mathrm{总}}=Fs$得，绳子自由端的拉力：
$F=\frac{W_{\mathrm{总}}}{s}=\frac{2×10^5\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}}=5×10^4\ \mathrm{N}$
（3）提升货物做的有用功：$W_{\mathrm{有用}}=Gh=8×10^4\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1.6×10^5\ \mathrm{J}$
滑轮组的机械效率：
$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{1.6×10^5\ \mathrm{J}}{2×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$
【答案】
(1)$8×10^4\ \mathrm{N}$ (2)$5×10^4\ \mathrm{N}$ (3)$80\%$
【知识点】
重力计算、滑轮组拉力、机械效率
【点评】
本题是滑轮组相关的综合计算题，结合了重力、功率、机械效率的知识点，需要学生掌握滑轮组绳子段数的判断方法，以及各物理公式的灵活应用，属于中等难度的基础题型。
【难度系数】
0.6
