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1. (★★)工人利用如图 9W2 - 1 所示的装置提升物料，该装置中的滑轮为滑轮。已知滑轮重 $ 80 \, \mathrm{N} $，货篮重 $ 120 \, \mathrm{N} $，不计绳重及摩擦，工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 $ \mathrm{N} $。若绳子能承受的最大拉力为 $ 520 \, \mathrm{N} $，每根钢条重 $ 100 \, \mathrm{N} $，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为。
答案
动
100
80%
100
80%
解析
【解析】
1. 该滑轮随被提升的货篮一起运动，属于动滑轮。
2. 不计绳重及摩擦，匀速提升空货篮时，动滑轮由两段绳子承担总重，拉力 $ F = \frac{G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{120\,\mathrm{N} + 80\,\mathrm{N}}{2} = 100\,\mathrm{N} $。
3. 已知绳子最大拉力 $ F_{\mathrm{最大}} = 520\,\mathrm{N} $，由 $ F_{\mathrm{最大}} = \frac{G_{\mathrm{钢总}} + G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}}}{2} $，可得 $ G_{\mathrm{钢总}} = 2F_{\mathrm{最大}} - G_{\mathrm{篮}} - G_{\mathrm{轮}} = 2×520\,\mathrm{N} - 120\,\mathrm{N} - 80\,\mathrm{N} = 840\,\mathrm{N} $；每根钢条重100N，因此最多可提升8根钢条，总重 $ G_{\mathrm{钢}} = 8×100\,\mathrm{N} = 800\,\mathrm{N} $。
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{G_{\mathrm{钢}}h}{(G_{\mathrm{钢}} + G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}})h} × 100\% = \frac{800\,\mathrm{N}}{800\,\mathrm{N} + 120\,\mathrm{N} + 80\,\mathrm{N}} × 100\% = 80\% $。
【答案】
动；100；80%
【知识点】
动滑轮的判断；动滑轮拉力计算；机械效率计算
【点评】
本题考查动滑轮的相关知识，涉及动滑轮的识别、拉力计算及机械效率的计算，解题时需结合动滑轮的受力特点，同时注意最大物重的确定要兼顾绳子最大拉力和物体单重，综合性较强。
【难度系数】
0.6
1. 该滑轮随被提升的货篮一起运动，属于动滑轮。
2. 不计绳重及摩擦，匀速提升空货篮时，动滑轮由两段绳子承担总重，拉力 $ F = \frac{G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{120\,\mathrm{N} + 80\,\mathrm{N}}{2} = 100\,\mathrm{N} $。
3. 已知绳子最大拉力 $ F_{\mathrm{最大}} = 520\,\mathrm{N} $，由 $ F_{\mathrm{最大}} = \frac{G_{\mathrm{钢总}} + G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}}}{2} $，可得 $ G_{\mathrm{钢总}} = 2F_{\mathrm{最大}} - G_{\mathrm{篮}} - G_{\mathrm{轮}} = 2×520\,\mathrm{N} - 120\,\mathrm{N} - 80\,\mathrm{N} = 840\,\mathrm{N} $；每根钢条重100N，因此最多可提升8根钢条，总重 $ G_{\mathrm{钢}} = 8×100\,\mathrm{N} = 800\,\mathrm{N} $。
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{G_{\mathrm{钢}}h}{(G_{\mathrm{钢}} + G_{\mathrm{篮}} + G_{\mathrm{轮}})h} × 100\% = \frac{800\,\mathrm{N}}{800\,\mathrm{N} + 120\,\mathrm{N} + 80\,\mathrm{N}} × 100\% = 80\% $。
【答案】
动；100；80%
【知识点】
动滑轮的判断；动滑轮拉力计算；机械效率计算
【点评】
本题考查动滑轮的相关知识，涉及动滑轮的识别、拉力计算及机械效率的计算，解题时需结合动滑轮的受力特点，同时注意最大物重的确定要兼顾绳子最大拉力和物体单重，综合性较强。
【难度系数】
0.6
2. (★★)(双选)如图 9W2 - 2 所示，重 $ 100 \, \mathrm{N} $ 的物体 $ A $ 在 $ F = 10 \, \mathrm{N} $ 的拉力作用下，$ 3 \, \mathrm{s} $ 内沿水平地面匀速直线运动了 $ 1.5 \, \mathrm{m} $，不计绳和滑轮重，滑轮组的机械效率为 $ 90\% $。下列说法正确的是【 】
A.绳子自由端移动的速度为 $ 0.5 \, \mathrm{m/s} $
B.在此过程中所做的额外功为 $ 15 \, \mathrm{J} $
C.物体与地面间的滑动摩擦力为 $ 18 \, \mathrm{N} $
D.拉力 $ F $ 增大时，物体 $ A $ 受到地面的摩擦力不变
A.绳子自由端移动的速度为 $ 0.5 \, \mathrm{m/s} $
B.在此过程中所做的额外功为 $ 15 \, \mathrm{J} $
C.物体与地面间的滑动摩擦力为 $ 18 \, \mathrm{N} $
D.拉力 $ F $ 增大时，物体 $ A $ 受到地面的摩擦力不变
答案
CD
解析
【解析】
本题可根据滑轮组的特点、机械效率公式、功的计算公式逐一分析选项：
1. 分析选项A：
由图可知，与动滑轮相连的绳子段数$n=2$，物体移动距离$s_{\mathrm{物}}=1.5\,\mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离$s = n s_{\mathrm{物}}=2×1.5\,\mathrm{m}=3\,\mathrm{m}$，绳子自由端移动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{3\,\mathrm{m}}{3\,\mathrm{s}}=1\,\mathrm{m/s}$，故A错误。
2. 分析选项B：
拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=10\,\mathrm{N}×3\,\mathrm{m}=30\,\mathrm{J}$，由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}$可得有用功$W_{\mathrm{有}}=\eta W_{\mathrm{总}}=90\%×30\,\mathrm{J}=27\,\mathrm{J}$，额外功$W_{\mathrm{额}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有}}=30\,\mathrm{J}-27\,\mathrm{J}=3\,\mathrm{J}$，故B错误。
3. 分析选项C：
有用功是克服物体与地面间滑动摩擦力做的功，即$W_{\mathrm{有}}=fs_{\mathrm{物}}$，则滑动摩擦力$f=\frac{W_{\mathrm{有}}}{s_{\mathrm{物}}}=\frac{27\,\mathrm{J}}{1.5\,\mathrm{m}}=18\,\mathrm{N}$，故C正确。
4. 分析选项D：
滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，拉力$F$增大时，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，所以物体$A$受到地面的摩擦力不变，故D正确。
【答案】
CD
【知识点】
滑轮组的特点、机械效率的计算、滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组的机械效率、功的计算及滑动摩擦力的影响因素，明确水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功是解题的关键。
【难度系数】
0.6
本题可根据滑轮组的特点、机械效率公式、功的计算公式逐一分析选项：
1. 分析选项A：
由图可知，与动滑轮相连的绳子段数$n=2$，物体移动距离$s_{\mathrm{物}}=1.5\,\mathrm{m}$，则绳子自由端移动的距离$s = n s_{\mathrm{物}}=2×1.5\,\mathrm{m}=3\,\mathrm{m}$，绳子自由端移动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{3\,\mathrm{m}}{3\,\mathrm{s}}=1\,\mathrm{m/s}$，故A错误。
2. 分析选项B：
拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=10\,\mathrm{N}×3\,\mathrm{m}=30\,\mathrm{J}$，由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}$可得有用功$W_{\mathrm{有}}=\eta W_{\mathrm{总}}=90\%×30\,\mathrm{J}=27\,\mathrm{J}$，额外功$W_{\mathrm{额}}=W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有}}=30\,\mathrm{J}-27\,\mathrm{J}=3\,\mathrm{J}$，故B错误。
3. 分析选项C：
有用功是克服物体与地面间滑动摩擦力做的功，即$W_{\mathrm{有}}=fs_{\mathrm{物}}$，则滑动摩擦力$f=\frac{W_{\mathrm{有}}}{s_{\mathrm{物}}}=\frac{27\,\mathrm{J}}{1.5\,\mathrm{m}}=18\,\mathrm{N}$，故C正确。
4. 分析选项D：
滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，拉力$F$增大时，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，所以物体$A$受到地面的摩擦力不变，故D正确。
【答案】
CD
【知识点】
滑轮组的特点、机械效率的计算、滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查滑轮组的机械效率、功的计算及滑动摩擦力的影响因素，明确水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功是解题的关键。
【难度系数】
0.6
3. (★★★)(2025·达州)“奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地，用如图 9W2 - 3 所示的机械将 $ 400 \, \mathrm{N} $ 物体匀速提升 $ 12 \, \mathrm{m} $，用时 $ 1 \, \mathrm{min} $。已知该同学的重力 $ G_{\mathrm{人}} = 600 \, \mathrm{N} $，与地面接触总面积为 $ 3.5 × 10^{-2} \, \mathrm{m}^2 $，动滑轮重力 $ G_{\mathrm{动}} = 100 \, \mathrm{N} $，空气阻力、摩擦力及绳重不计。该过程中，下列说法正确的是【 】
A.人拉力的功率为 $ 80 \, \mathrm{W} $
B.物体上升的速度为 $ 0.4 \, \mathrm{m/s} $
C.人对地面的压强为 $ 10000 \, \mathrm{Pa} $
D.该滑轮组的机械效率为 $ 66.7\% $
A.人拉力的功率为 $ 80 \, \mathrm{W} $
B.物体上升的速度为 $ 0.4 \, \mathrm{m/s} $
C.人对地面的压强为 $ 10000 \, \mathrm{Pa} $
D.该滑轮组的机械效率为 $ 66.7\% $
答案
C
解析
【解析】
由图可知，滑轮组绳子段数 $n=2$。
1. 计算拉力：不计绳重、摩擦和空气阻力，拉力 $F=\frac{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}{2}=\frac{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}{2}=250\,\mathrm{N}$。
2. 分析选项A：绳子自由端移动距离 $s=nh=2×12\,\mathrm{m}=24\,\mathrm{m}$，拉力做的总功 $W_{\mathrm{总}}=Fs=250\,\mathrm{N}×24\,\mathrm{m}=6000\,\mathrm{J}$，拉力的功率 $P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{6000\,\mathrm{J}}{60\,\mathrm{s}}=100\,\mathrm{W}$，故A错误。
3. 分析选项B：物体上升速度 $v_{\mathrm{物}}=\frac{h}{t}=\frac{12\,\mathrm{m}}{60\,\mathrm{s}}=0.2\,\mathrm{m/s}$，故B错误。
4. 分析选项C：人对地面的压力 $F_{\mathrm{压}}=G_{\mathrm{人}}-F=600\,\mathrm{N}-250\,\mathrm{N}=350\,\mathrm{N}$，人对地面的压强 $p=\frac{F_{\mathrm{压}}}{S}=\frac{350\,\mathrm{N}}{3.5×10^{-2}\,\mathrm{m}^2}=10000\,\mathrm{Pa}$，故C正确。
5. 分析选项D：有用功 $W_{\mathrm{有}}=G_{\mathrm{物}}h=400\,\mathrm{N}×12\,\mathrm{m}=4800\,\mathrm{J}$，机械效率 $\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{4800\,\mathrm{J}}{6000\,\mathrm{J}}×100\%=80\%$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组综合计算、功率计算、压强计算
【点评】
本题综合考查滑轮组的拉力、功率、压强、机械效率的计算，需熟练掌握相关公式，明确各物理量之间的关系，注意单位换算。
【难度系数】
0.6
由图可知，滑轮组绳子段数 $n=2$。
1. 计算拉力：不计绳重、摩擦和空气阻力，拉力 $F=\frac{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}{2}=\frac{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}{2}=250\,\mathrm{N}$。
2. 分析选项A：绳子自由端移动距离 $s=nh=2×12\,\mathrm{m}=24\,\mathrm{m}$，拉力做的总功 $W_{\mathrm{总}}=Fs=250\,\mathrm{N}×24\,\mathrm{m}=6000\,\mathrm{J}$，拉力的功率 $P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{6000\,\mathrm{J}}{60\,\mathrm{s}}=100\,\mathrm{W}$，故A错误。
3. 分析选项B：物体上升速度 $v_{\mathrm{物}}=\frac{h}{t}=\frac{12\,\mathrm{m}}{60\,\mathrm{s}}=0.2\,\mathrm{m/s}$，故B错误。
4. 分析选项C：人对地面的压力 $F_{\mathrm{压}}=G_{\mathrm{人}}-F=600\,\mathrm{N}-250\,\mathrm{N}=350\,\mathrm{N}$，人对地面的压强 $p=\frac{F_{\mathrm{压}}}{S}=\frac{350\,\mathrm{N}}{3.5×10^{-2}\,\mathrm{m}^2}=10000\,\mathrm{Pa}$，故C正确。
5. 分析选项D：有用功 $W_{\mathrm{有}}=G_{\mathrm{物}}h=400\,\mathrm{N}×12\,\mathrm{m}=4800\,\mathrm{J}$，机械效率 $\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{4800\,\mathrm{J}}{6000\,\mathrm{J}}×100\%=80\%$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组综合计算、功率计算、压强计算
【点评】
本题综合考查滑轮组的拉力、功率、压强、机械效率的计算，需熟练掌握相关公式，明确各物理量之间的关系，注意单位换算。
【难度系数】
0.6
4. (★★★)小华用图 9W2 - 4 甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，每件货物重为 $ 100 \, \mathrm{N} $；图 9W2 - 4 乙所示是在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图像。整个过程中物体上升的速度保持 $ v = 0.4 \, \mathrm{m/s} $ 不变，不考虑绳重和摩擦。下列说法正确的【 】
A.该装置中动滑轮的重为 $ 50 \, \mathrm{N} $
B.当运送 $ 4 $ 件货物时，拉力的大小为 $ 225 \, \mathrm{N} $
C.当运送 $ 4 $ 件货物时，拉力的功率为 $ 90 \, \mathrm{W} $
D.运送 $ 4 $ 件货物时，滑轮组的机械效率为 $ 80\% $
A.该装置中动滑轮的重为 $ 50 \, \mathrm{N} $
B.当运送 $ 4 $ 件货物时，拉力的大小为 $ 225 \, \mathrm{N} $
C.当运送 $ 4 $ 件货物时，拉力的功率为 $ 90 \, \mathrm{W} $
D.运送 $ 4 $ 件货物时，滑轮组的机械效率为 $ 80\% $
答案
D
解析
【解析】
1. 分析选项A：
由图乙知，当$G=100\,\mathrm{N}$时，$\eta=50\%$，不考虑绳重和摩擦，滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}$，代入数据：
$50\%=\frac{100\,\mathrm{N}}{100\,\mathrm{N}+G_{\mathrm{动}}}$，解得$G_{\mathrm{动}}=100\,\mathrm{N}$，故A错误。
2. 分析选项B：
4件货物总重$G=4×100\,\mathrm{N}=400\,\mathrm{N}$，由图甲知$n=2$，拉力$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{2}=\frac{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}{2}=250\,\mathrm{N}$，故B错误。
3. 分析选项C：
绳子自由端速度$v_{\mathrm{绳}}=2v=2×0.4\,\mathrm{m/s}=0.8\,\mathrm{m/s}$，拉力功率$P=Fv_{\mathrm{绳}}=250\,\mathrm{N}×0.8\,\mathrm{m/s}=200\,\mathrm{W}$，故C错误。
4. 分析选项D：
此时机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}×100\%=\frac{400\,\mathrm{N}}{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}×100\%=80\%$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率，功率计算
【点评】
本题结合图像考查滑轮组机械效率和功率的计算，需结合公式分析图像获取信息，理清各物理量关系是关键。
【难度系数】
0.6
1. 分析选项A：
由图乙知，当$G=100\,\mathrm{N}$时，$\eta=50\%$，不考虑绳重和摩擦，滑轮组机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}$，代入数据：
$50\%=\frac{100\,\mathrm{N}}{100\,\mathrm{N}+G_{\mathrm{动}}}$，解得$G_{\mathrm{动}}=100\,\mathrm{N}$，故A错误。
2. 分析选项B：
4件货物总重$G=4×100\,\mathrm{N}=400\,\mathrm{N}$，由图甲知$n=2$，拉力$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{2}=\frac{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}{2}=250\,\mathrm{N}$，故B错误。
3. 分析选项C：
绳子自由端速度$v_{\mathrm{绳}}=2v=2×0.4\,\mathrm{m/s}=0.8\,\mathrm{m/s}$，拉力功率$P=Fv_{\mathrm{绳}}=250\,\mathrm{N}×0.8\,\mathrm{m/s}=200\,\mathrm{W}$，故C错误。
4. 分析选项D：
此时机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}}×100\%=\frac{400\,\mathrm{N}}{400\,\mathrm{N}+100\,\mathrm{N}}×100\%=80\%$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率，功率计算
【点评】
本题结合图像考查滑轮组机械效率和功率的计算，需结合公式分析图像获取信息，理清各物理量关系是关键。
【难度系数】
0.6
