9.如图所示,装修工人用滑轮组把重为300 N的货物在25 s内从地面上匀速提高到10 m高的楼上,所用的拉力为125 N,则工人做功的功率为 W,该滑轮组的机械效率为。

9.150 80%

【分析】
要解决这道题，首先需确定滑轮组承担物重的绳子段数，再依次计算总功、功率、有用功和机械效率。步骤如下：1. 数出滑轮组中动滑轮上的绳子段数，得到绳子自由端移动距离与货物提升高度的关系；2. 利用拉力和绳子自由端移动距离计算总功，结合时间求功率；3. 利用货物重力和提升高度计算有用功；4. 用有用功与总功的比值计算机械效率，代入数值即可得出结果。
【解析】
1. 确定绳子段数：由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=3$，货物提升高度$h=10m$，则绳子自由端移动的距离$s=nh=3×10m=30m$。
2. 计算总功：$W_{总}=Fs=125N×30m=3750J$。
3. 计算功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{3750J}{25s}=150W$。
4. 计算有用功：$W_{有}=Gh=300N×10m=3000J$。
5. 计算机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{3000J}{3750J}×100\%=80\%$。
【答案】
150；80%
【知识点】
滑轮组功率计算；滑轮组机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率及机械效率的基础计算，核心是正确确定承担物重的绳子段数，公式应用简单，属于常规题型。
【难度系数】
0.6

10.将重为1 600 N的建筑材料放在工地的水平地面上，用如图所示的滑轮组将建筑材料在10 s内匀速提升了3 m，滑轮组的机械效率为80％。不计绳重和摩擦，求：
(1)拉力F做的有用功。
(2)拉力F做功的功率。
(3)当提起2 000 N的重物匀速提升相同高度时，滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数）

解:(1)拉力F做的有用功$W_{有用}=Gh=1\ 600\ \mathrm{N}× 3\ \mathrm{m}=4\ 800\ \mathrm{J}$。
(2)根据$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}$可知,拉力F做的总功$W_{总}=\dfrac{W_{有用}}{\eta}=\dfrac{4\ 800\ \mathrm{J}}{80\%}=6\ 000\ \mathrm{J}$,
拉力F做功的功率$P=\dfrac{W_{总}}{t}=\dfrac{6\ 000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=600\ \mathrm{W}$。
(3)根据$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$可知,额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=6\ 000\ \mathrm{J}-4\ 800\ \mathrm{J}=1\ 200\ \mathrm{J}$,
不计绳重和摩擦,根据$W_{额外}=G_{动}h$可知,动滑轮重$G_{动}=\dfrac{W_{额外}}{h}=\dfrac{1\ 200\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}$,
当提起2 000 N的重物时,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率$\eta'=\dfrac{W_{有用}'}{W_{总}'}=\dfrac{W_{有用}'}{W_{有用}'+W_{额外}}=\dfrac{G'h}{G'h+G_{动}h}=\dfrac{G'}{G'+G_{动}}=\dfrac{2\ 000\ \mathrm{N}}{2\ 000\ \mathrm{N}+400\ \mathrm{N}}\approx 83.3\%$。

【分析】
本题是滑轮组的功与机械效率的综合计算题，解题思路如下：
1. 求有用功：有用功是提升建筑材料时克服物体重力做的功，直接用公式$W_{有用}=Gh$计算；
2. 求拉力的功率：先根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$变形求出总功，再用功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算拉力做功的功率；
3. 求新的机械效率：不计绳重和摩擦时，额外功是克服动滑轮重力做的功，先通过第一次的总功和有用功算出额外功，进而求出动滑轮重力；再代入新的物重，利用$\eta'=\frac{G'h}{G'h+G_{动}h}=\frac{G'}{G'+G_{动}}$计算新的机械效率。
【解析】
解：(1) 拉力做的有用功是提升建筑材料的功，根据公式$W_{有用}=Gh$：
$W_{有用}=Gh=1600\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=4800\ \mathrm{J}$。
(2) 由机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，可得总功：
$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{4800\ \mathrm{J}}{80\%}=6000\ \mathrm{J}$；
拉力做功的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=600\ \mathrm{W}$。
(3) 不计绳重和摩擦，额外功是克服动滑轮重力做的功，$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=6000\ \mathrm{J}-4800\ \mathrm{J}=1200\ \mathrm{J}$；
动滑轮重力：$G_{动}=\frac{W_{额外}}{h}=\frac{1200\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}$；
当提起2000 N的重物时，机械效率：
$\eta'=\frac{W_{有用}'}{W_{总}'}=\frac{G'h}{G'h+G_{动}h}=\frac{G'}{G'+G_{动}}=\frac{2000\ \mathrm{N}}{2000\ \mathrm{N}+400\ \mathrm{N}}\approx83.3\%$。
【答案】
(1) 4800 J；(2) 600 W；(3) 83.3%
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查滑轮组的有用功、总功、功率及机械效率的计算，核心是明确不计绳重和摩擦时额外功的来源为动滑轮重力做功，属于常规综合计算题，需掌握公式的灵活变形应用。
【难度系数】
0.6

11.同学们进行了“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验，用到的装置如图所示，实验数据记录如下表所示。


(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。第2次实验中滑轮组的机械效率约为(百分号前保留一位小数)。
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图中的装置来完成的。
(3)通过比较第1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与无关。
(4)通过比较第(填序号)两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(5)通过比较第3、4两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率。
(6)根据以上结论和生活经验，不能提高滑轮组机械效率的是(填选项字母)。
A.使用轻质动滑轮
B.增加所提升的物体重力
C.给机械加润滑油
D.增加重物上升高度

11.(1)匀速 55.6%
(2)丙
(3)重物升高的高度
(4)1、3
(5)越低
(6)D

【分析】
1. 第(1)问：实验中拉动弹簧测力计时，需沿竖直方向匀速拉动，此时弹簧测力计示数等于拉力大小，保证测量准确；计算滑轮组机械效率需用公式η=W有/W总×100%，其中有用功W有=Gh，总功W总=Fs，s=nh（n为承担物重的绳子段数），代入第2次实验数据即可算出机械效率。
2. 第(2)问：判断实验装置需看承担物重的绳子段数（或动滑轮个数），第4次实验的动滑轮数量更多，对应丙装置。
3. 第(3)问：对比1、2两次实验，滑轮组相同、物重相同，仅重物升高高度不同，机械效率相同，据此分析结论。
4. 第(4)问：探究机械效率与物重的关系，需控制滑轮组相同、改变物重，因此选1、3两次实验。
5. 第(5)问：对比3、4两次实验，物重相同，动滑轮越重额外功越多，据此分析机械效率变化。
6. 第(6)问：分析各选项，结合机械效率公式判断是否能提高效率，排除符合要求的选项后得出答案。
【解析】
(1) 实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时拉力稳定，测力计示数等于拉力大小；机械效率计算：η=(W有/W总)×100%=(Gh)/(Fs)×100%，代入第2次实验数据计算得约55.6%。
(2) 第4次实验使用的滑轮组动滑轮数量更多，对应图丙装置。
(3) 第1、2次实验中，滑轮组相同、物重相同，仅重物升高高度不同，机械效率相同，故滑轮组的机械效率与重物升高的高度无关。
(4) 探究机械效率与物重的关系，需控制滑轮组相同、改变物重，因此选1、3两次实验。
(5) 第3、4次实验中，物重相同，动滑轮越重，额外功占比越大，机械效率越低。
(6) 分析选项：A.使用轻质动滑轮可减少额外功，提高效率；B.增加物重可增大有用功占比，提高效率；C.给机械加润滑油可减少摩擦（额外功），提高效率；D.重物上升高度不影响有用功与总功的比值，不能提高效率，故选D。
【答案】
11.(1)匀速 55.6%
(2)丙
(3)重物升高的高度
(4)1、3
(5)越低
(6)D
【知识点】
滑轮组机械效率、影响滑轮组机械效率的因素、机械效率的计算
【点评】
本题为探究滑轮组机械效率的实验题，重点考查实验操作要点、机械效率计算及控制变量法的应用，需学生掌握实验设计思路和公式运用，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5