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9. 俯卧撑是一项常见的健身项目，如图所示是某同学做俯卧撑时的情景，此同学的身体可视为杠杆，身高1.75m，体重为60kg，脚与地的接触点为A点，人的重心在地面的投影O点距A点1.2m，两手位置B点距A点1.5m。人在做俯卧撑时，地面对两手的支持力为
480
N。若60s内做俯卧撑30次，每次人重心上升的高度为0.2m，每次人做功为120
J，做功的功率为60
W。(g取10N/kg)答案
9.480 120 60
解析
【分析】
这道题结合俯卧撑的生活场景，依次考查杠杆平衡条件、功、功率的计算。首先第一步要明确杠杆的支点：做俯卧撑时脚的接触点A是支点，动力是地面对双手的支持力，对应的动力臂是A点到手B点的水平距离1.5m，阻力是人体自身的重力，对应的阻力臂是A点到重心投影O点的水平距离1.2m，先算出人体总重力，代入杠杆平衡公式就能求出地面对手的支持力。第二步计算单次做功，题目直接给出重心上升的高度，直接用克服重力做功的公式W=Gh即可算出单次做功的大小。第三步先算出60秒内做30次俯卧撑的总功，再用总功除以总时间就能得到做功的功率。
【解析】
1. 先计算人体的总重力：
已知人体质量m=60kg，g取10N/kg，由G=mg得：
G = 60kg × 10N/kg = 600N
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，支点为A点，动力F是地面对手的支持力，动力臂$L_1=AB=1.5m$，阻力为人体重力G，阻力臂$L_2=AO=1.2m$，代入公式：
$F × 1.5m = 600N × 1.2m$
解得$F=\frac{600N × 1.2m}{1.5m}=480N$。
2. 计算每次人做的功：
每次俯卧撑过程中克服重力做功，已知重心上升高度h=0.2m，代入W=Gh得：
$W=600N × 0.2m=120J$。
3. 计算做功的功率：
60s内完成30次俯卧撑，总功$W_{总}=30 × 120J=3600J$，由功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$得：
$P=\frac{3600J}{60s}=60W$。
【答案】480；120；60
【知识点】杠杆平衡条件，功的计算，功率计算
【点评】本题属于力学知识在生活场景中的应用型基础题，解题核心是正确识别俯卧撑杠杆的支点、动力臂和阻力臂，避免把动力臂、阻力臂的长度搞反，后续功和功率的计算直接代入对应公式即可，整体计算量小，考点清晰。
【难度系数】0.7
这道题结合俯卧撑的生活场景，依次考查杠杆平衡条件、功、功率的计算。首先第一步要明确杠杆的支点：做俯卧撑时脚的接触点A是支点，动力是地面对双手的支持力，对应的动力臂是A点到手B点的水平距离1.5m，阻力是人体自身的重力，对应的阻力臂是A点到重心投影O点的水平距离1.2m，先算出人体总重力，代入杠杆平衡公式就能求出地面对手的支持力。第二步计算单次做功，题目直接给出重心上升的高度，直接用克服重力做功的公式W=Gh即可算出单次做功的大小。第三步先算出60秒内做30次俯卧撑的总功，再用总功除以总时间就能得到做功的功率。
【解析】
1. 先计算人体的总重力：
已知人体质量m=60kg，g取10N/kg，由G=mg得：
G = 60kg × 10N/kg = 600N
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，支点为A点，动力F是地面对手的支持力，动力臂$L_1=AB=1.5m$，阻力为人体重力G，阻力臂$L_2=AO=1.2m$，代入公式：
$F × 1.5m = 600N × 1.2m$
解得$F=\frac{600N × 1.2m}{1.5m}=480N$。
2. 计算每次人做的功：
每次俯卧撑过程中克服重力做功，已知重心上升高度h=0.2m，代入W=Gh得：
$W=600N × 0.2m=120J$。
3. 计算做功的功率：
60s内完成30次俯卧撑，总功$W_{总}=30 × 120J=3600J$，由功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$得：
$P=\frac{3600J}{60s}=60W$。
【答案】480；120；60
【知识点】杠杆平衡条件，功的计算，功率计算
【点评】本题属于力学知识在生活场景中的应用型基础题，解题核心是正确识别俯卧撑杠杆的支点、动力臂和阻力臂，避免把动力臂、阻力臂的长度搞反，后续功和功率的计算直接代入对应公式即可，整体计算量小，考点清晰。
【难度系数】0.7
10. 如图所示为固定斜面,长20m、高10m.小韩同学用平行于斜面向上400N的拉力,把重600N的物体从斜面底部匀速拉至顶部,该过程中,斜面的机械效率为
75%
,物体所受斜面的摩擦力为100
N,斜面对物体的支持力做功为0
J.答案
10.75% 100 0
解析
【分析】
我们按照分步逻辑梳理解题思路：1. 求斜面机械效率，首先分别计算拉力做的总功、提升物体克服重力做的有用功，再根据机械效率定义，用有用功除以总功得到结果；2. 求摩擦力时，先通过总功和有用功的差值得到克服摩擦力做的额外功，再利用额外功公式$W_额=fs$反推摩擦力大小；3. 判断支持力做功，根据做功的两个必要条件：有力作用在物体上，且物体在力的方向上移动距离，支持力垂直于斜面，物体沿斜面运动，在支持力方向没有位移，因此支持力做功为0。
【解析】
① 计算有用功：克服物体重力做的功为有用功：
$W_{\mathrm{有}} = Gh = 600\mathrm{N} × 10\mathrm{m} = 6000\mathrm{J}$
② 计算总功：拉力做的功为总功：
$W_{\mathrm{总}} = Fs = 400\mathrm{N} × 20\mathrm{m} = 8000\mathrm{J}$
③ 计算斜面机械效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{6000\mathrm{J}}{8000\mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
④ 计算额外功：克服斜面摩擦力做的功为额外功：
$W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 8000\mathrm{J} - 6000\mathrm{J} = 2000\mathrm{J}$
⑤ 计算摩擦力：由$W_{\mathrm{额}} = fs$可得：
$f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{2000\mathrm{J}}{20\mathrm{m}} = 100\mathrm{N}$
⑥ 计算支持力做功：斜面对物体的支持力方向垂直斜面向上，物体沿斜面运动，在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力对物体做功为$0\mathrm{J}$。
【答案】
75%；100；0
【知识点】
机械效率计算；功的判断；额外功计算
【点评】
本题是斜面机械效率的基础题型，核心考察对有用功、总功、额外功的区分理解，以及做功必要因素的应用。易错点在于部分同学会错误用拉力减去重力直接得到摩擦力，忽略额外功的物理意义，也容易误判支持力做功不为零，解题时要牢记只有物体在力的方向上产生位移，该力才会对物体做功。
【难度系数】
0.7
我们按照分步逻辑梳理解题思路：1. 求斜面机械效率，首先分别计算拉力做的总功、提升物体克服重力做的有用功，再根据机械效率定义，用有用功除以总功得到结果；2. 求摩擦力时，先通过总功和有用功的差值得到克服摩擦力做的额外功，再利用额外功公式$W_额=fs$反推摩擦力大小；3. 判断支持力做功，根据做功的两个必要条件：有力作用在物体上，且物体在力的方向上移动距离，支持力垂直于斜面，物体沿斜面运动，在支持力方向没有位移，因此支持力做功为0。
【解析】
① 计算有用功：克服物体重力做的功为有用功：
$W_{\mathrm{有}} = Gh = 600\mathrm{N} × 10\mathrm{m} = 6000\mathrm{J}$
② 计算总功：拉力做的功为总功：
$W_{\mathrm{总}} = Fs = 400\mathrm{N} × 20\mathrm{m} = 8000\mathrm{J}$
③ 计算斜面机械效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{6000\mathrm{J}}{8000\mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
④ 计算额外功：克服斜面摩擦力做的功为额外功：
$W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 8000\mathrm{J} - 6000\mathrm{J} = 2000\mathrm{J}$
⑤ 计算摩擦力：由$W_{\mathrm{额}} = fs$可得：
$f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{2000\mathrm{J}}{20\mathrm{m}} = 100\mathrm{N}$
⑥ 计算支持力做功：斜面对物体的支持力方向垂直斜面向上，物体沿斜面运动，在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力对物体做功为$0\mathrm{J}$。
【答案】
75%；100；0
【知识点】
机械效率计算；功的判断；额外功计算
【点评】
本题是斜面机械效率的基础题型，核心考察对有用功、总功、额外功的区分理解，以及做功必要因素的应用。易错点在于部分同学会错误用拉力减去重力直接得到摩擦力，忽略额外功的物理意义，也容易误判支持力做功不为零，解题时要牢记只有物体在力的方向上产生位移，该力才会对物体做功。
【难度系数】
0.7
11. 如图所示，甲、乙两个装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，不计绳重及摩擦，在此过程中，下列说法正确的是（
A.两装置所做的额外功相等
B.两钩码上升的速度相等
C.两装置的机械效率相等
D.甲装置的总功比乙少
C
）A.两装置所做的额外功相等
B.两钩码上升的速度相等
C.两装置的机械效率相等
D.甲装置的总功比乙少
答案
11.C
解析
【分析】
我们一步步梳理解题思路：
1. 首先识别两个装置的滑轮组绳子段数：甲图是普通动滑轮，承担物重的绳子段数n甲=2，因此绳端移动距离s_A和钩码上升高度h甲满足s_A=2h甲；乙图的滑轮组，承担物重的绳子段数n乙=3，因此s_B=3h乙。
2. 题目给出相等时间内绳端A、B移动的距离相同，即s_A=s_B，由此推导两个钩码上升的高度关系：h甲=s_A/2，h乙=s_B/3，可得h甲＞h乙。
3. 接下来逐个验证选项：
① 钩码上升速度v=h/t，时间t相同，h甲＞h乙，因此v甲＞v乙，可判断B错误。
② 不计绳重和摩擦，额外功仅来自动滑轮的提升，W额=G轮h，两个滑轮重力相等，h甲＞h乙，因此甲的额外功更大，可判断A错误。
③ 拉力F=(G物+G轮)/n，可得F_A=(G+G轮)/2，F_B=(G+G轮)/3，总功W总=F·s，s_A=s_B，因此W总甲＞W总乙，甲的总功比乙大，可判断D错误。
④ 推导机械效率η=W有/W总=Gh/(Gh+G轮h)=G/(G+G轮)，两个装置的钩码重力G相同，动滑轮重力G轮相同，因此机械效率相等，C正确。
【解析】
解：不计绳重及摩擦，对两个装置逐一推导：
1. 确定绳子段数关系：
甲装置为动滑轮，承担物重的绳子段数n甲=2，因此s_A=2h甲，变形得$h_甲=\frac{s_A}{2}$；
乙装置为滑轮组，承担物重的绳子段数n乙=3，因此s_B=3h乙，变形得$h_乙=\frac{s_B}{3}$。
由题意，相等时间内s_A=s_B，因此可得$h_甲＞h_乙$。
2. 验证选项B：
钩码上升速度$v=\frac{h}{t}$，运动时间t相同，h甲＞h乙，因此$v_{甲物}＞v_{乙物}$，B错误。
3. 验证选项A：
额外功为提升动滑轮做的功，$W_额=G_轮h$，已知两滑轮质量相等即G轮相等，h甲＞h乙，因此$W_{额甲}＞W_{额乙}$，A错误。
4. 验证选项D：
绳端拉力分别为$F_A=\frac{G_{物}+G_轮}{n_甲}=\frac{G+G_轮}{2}$，$F_B=\frac{G_{物}+G_轮}{n_乙}=\frac{G+G_轮}{3}$，
总功$W_总=F·s$，s_A=s_B，代入得$W_{总甲}=\frac{(G+G_轮)s}{2}$，$W_{总乙}=\frac{(G+G_轮)s}{3}$，因此$W_{总甲}＞W_{总乙}$，甲的总功比乙大，D错误。
5. 验证选项C：
机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}=\frac{Gh}{Gh+G_轮h}=\frac{G}{G+G_轮}$，
两装置钩码质量相同即G物相同，动滑轮重力G轮相同，因此两装置机械效率相等，C正确。
【答案】C
【知识点】
滑轮组的特点，机械效率计算，功的计算
【点评】
本题易错点是数错乙滑轮组的承担物重绳子段数，解题时要注意：不计绳重摩擦时，提升同一物重、使用同一动滑轮的情况下，机械效率和绳子段数无关，该推导结论可以快速排除高度对机械效率的干扰。
【难度系数】
0.6
我们一步步梳理解题思路：
1. 首先识别两个装置的滑轮组绳子段数：甲图是普通动滑轮，承担物重的绳子段数n甲=2，因此绳端移动距离s_A和钩码上升高度h甲满足s_A=2h甲；乙图的滑轮组，承担物重的绳子段数n乙=3，因此s_B=3h乙。
2. 题目给出相等时间内绳端A、B移动的距离相同，即s_A=s_B，由此推导两个钩码上升的高度关系：h甲=s_A/2，h乙=s_B/3，可得h甲＞h乙。
3. 接下来逐个验证选项：
① 钩码上升速度v=h/t，时间t相同，h甲＞h乙，因此v甲＞v乙，可判断B错误。
② 不计绳重和摩擦，额外功仅来自动滑轮的提升，W额=G轮h，两个滑轮重力相等，h甲＞h乙，因此甲的额外功更大，可判断A错误。
③ 拉力F=(G物+G轮)/n，可得F_A=(G+G轮)/2，F_B=(G+G轮)/3，总功W总=F·s，s_A=s_B，因此W总甲＞W总乙，甲的总功比乙大，可判断D错误。
④ 推导机械效率η=W有/W总=Gh/(Gh+G轮h)=G/(G+G轮)，两个装置的钩码重力G相同，动滑轮重力G轮相同，因此机械效率相等，C正确。
【解析】
解：不计绳重及摩擦，对两个装置逐一推导：
1. 确定绳子段数关系：
甲装置为动滑轮，承担物重的绳子段数n甲=2，因此s_A=2h甲，变形得$h_甲=\frac{s_A}{2}$；
乙装置为滑轮组，承担物重的绳子段数n乙=3，因此s_B=3h乙，变形得$h_乙=\frac{s_B}{3}$。
由题意，相等时间内s_A=s_B，因此可得$h_甲＞h_乙$。
2. 验证选项B：
钩码上升速度$v=\frac{h}{t}$，运动时间t相同，h甲＞h乙，因此$v_{甲物}＞v_{乙物}$，B错误。
3. 验证选项A：
额外功为提升动滑轮做的功，$W_额=G_轮h$，已知两滑轮质量相等即G轮相等，h甲＞h乙，因此$W_{额甲}＞W_{额乙}$，A错误。
4. 验证选项D：
绳端拉力分别为$F_A=\frac{G_{物}+G_轮}{n_甲}=\frac{G+G_轮}{2}$，$F_B=\frac{G_{物}+G_轮}{n_乙}=\frac{G+G_轮}{3}$，
总功$W_总=F·s$，s_A=s_B，代入得$W_{总甲}=\frac{(G+G_轮)s}{2}$，$W_{总乙}=\frac{(G+G_轮)s}{3}$，因此$W_{总甲}＞W_{总乙}$，甲的总功比乙大，D错误。
5. 验证选项C：
机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}=\frac{Gh}{Gh+G_轮h}=\frac{G}{G+G_轮}$，
两装置钩码质量相同即G物相同，动滑轮重力G轮相同，因此两装置机械效率相等，C正确。
【答案】C
【知识点】
滑轮组的特点，机械效率计算，功的计算
【点评】
本题易错点是数错乙滑轮组的承担物重绳子段数，解题时要注意：不计绳重摩擦时，提升同一物重、使用同一动滑轮的情况下，机械效率和绳子段数无关，该推导结论可以快速排除高度对机械效率的干扰。
【难度系数】
0.6
12. 用如图装置提升物体,先将重为$G$的钩码挂在均匀铁质杠杆上的$A$点,弹簧测力计作用于$C$点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,杠杆的机械效率为$\eta_1$;若仅将钩码改挂到$B$点,仍将弹簧测力计竖直向上匀速拉动相同的高度,杠杆的机械效率为$\eta_2$,摩擦不计,则（
A.$\eta_1＜\eta_2$
B.$\eta_1＞\eta_2$
C.$\eta_1≥\eta_2$
D.$\eta_1≤\eta_2$
A
）A.$\eta_1＜\eta_2$
B.$\eta_1＞\eta_2$
C.$\eta_1≥\eta_2$
D.$\eta_1≤\eta_2$
答案
12.A
解析
【分析】
解题思路如下：1. 首先明确机械效率的核心公式η=W有/W总，本题摩擦不计，因此额外功仅为克服杠杆自身重力所做的功。2. 题目给出两次弹簧测力计竖直向上拉动C点的高度相同，利用相似三角形的比例关系：钩码上升高度和对应力臂成正比，即h物/h_C = L物/OC，因为OB＞OA，所以钩码挂在B点时上升的高度h_B大于挂在A点时上升的高度h_A。3. 两次提升的钩码重力G相同，因此第二次的有用功W有2=Gh_B大于第一次的有用功W有1=Gh_A。4. 由于C点上升高度相同，杠杆转过的角度完全一致，均匀杠杆的重心上升的高度也相同，因此两次克服杠杆自重做的额外功W额完全相等。5. 代入η=W有/(W有+W额)可知，额外功不变时，有用功越大，机械效率越高，因此η1＜η2。
【解析】
解：
1. 有用功分析：两次提升的钩码重力均为G，弹簧测力计拉动C点上升的高度均为h，由几何相似关系可得：
钩码在A点时上升高度：$h_A = \frac{OA}{OC}h$
钩码在B点时上升高度：$h_B = \frac{OB}{OC}h$
已知$OB＞OA$，因此$h_B＞h_A$，有用功$W_{有1}=Gh_A$，$W_{有2}=Gh_B$，可得$W_{有2}＞W_{有1}$。
2. 额外功分析：摩擦不计，额外功仅为克服均匀杠杆自身重力做的功。由于两次C点上升高度相同，杠杆转动的角度相同，杠杆重心上升的高度完全相等，因此两次额外功$W_{额}=G_{杠}h_{杠}$大小相等。
3. 机械效率比较：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}$，在额外功$W_{额}$不变的前提下，有用功越大，机械效率越高，因此$\eta_1＜\eta_2$。
所以选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
杠杆机械效率，功的计算
【点评】
本题的易错点是容易忽略题干中“弹簧测力计拉动相同高度”的条件，错误默认钩码上升高度相同，解题的核心是通过几何比例关系判断两次钩码上升高度的差异，同时明确摩擦不计的情况下额外功仅来自杠杆自重，且两次额外功大小不变，进而推导机械效率的大小关系。
【难度系数】
0.4
解题思路如下：1. 首先明确机械效率的核心公式η=W有/W总，本题摩擦不计，因此额外功仅为克服杠杆自身重力所做的功。2. 题目给出两次弹簧测力计竖直向上拉动C点的高度相同，利用相似三角形的比例关系：钩码上升高度和对应力臂成正比，即h物/h_C = L物/OC，因为OB＞OA，所以钩码挂在B点时上升的高度h_B大于挂在A点时上升的高度h_A。3. 两次提升的钩码重力G相同，因此第二次的有用功W有2=Gh_B大于第一次的有用功W有1=Gh_A。4. 由于C点上升高度相同，杠杆转过的角度完全一致，均匀杠杆的重心上升的高度也相同，因此两次克服杠杆自重做的额外功W额完全相等。5. 代入η=W有/(W有+W额)可知，额外功不变时，有用功越大，机械效率越高，因此η1＜η2。
【解析】
解：
1. 有用功分析：两次提升的钩码重力均为G，弹簧测力计拉动C点上升的高度均为h，由几何相似关系可得：
钩码在A点时上升高度：$h_A = \frac{OA}{OC}h$
钩码在B点时上升高度：$h_B = \frac{OB}{OC}h$
已知$OB＞OA$，因此$h_B＞h_A$，有用功$W_{有1}=Gh_A$，$W_{有2}=Gh_B$，可得$W_{有2}＞W_{有1}$。
2. 额外功分析：摩擦不计，额外功仅为克服均匀杠杆自身重力做的功。由于两次C点上升高度相同，杠杆转动的角度相同，杠杆重心上升的高度完全相等，因此两次额外功$W_{额}=G_{杠}h_{杠}$大小相等。
3. 机械效率比较：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}$，在额外功$W_{额}$不变的前提下，有用功越大，机械效率越高，因此$\eta_1＜\eta_2$。
所以选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
杠杆机械效率，功的计算
【点评】
本题的易错点是容易忽略题干中“弹簧测力计拉动相同高度”的条件，错误默认钩码上升高度相同，解题的核心是通过几何比例关系判断两次钩码上升高度的差异，同时明确摩擦不计的情况下额外功仅来自杠杆自重，且两次额外功大小不变，进而推导机械效率的大小关系。
【难度系数】
0.4
13.创新物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,装置如图所示.
(1)实验中应沿竖直方向缓慢
(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为
绳端移动的距离$s=$
(3)采用图丙装置,改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁所示的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
(4)若每个滑轮的质量为100g,则第2次实验中克服摩擦做的额外功为
(5)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益$MA$,用于比较不同机械的省力程度.现用图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦.则下列描述滑轮组的机械效率$\eta$与机械效益$MA$、机械效益$MA$与物体重力$G$的关系图线中,可能正确的是
(1)实验中应沿竖直方向缓慢
匀速
拉动弹簧测力计,使钩码上升.(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为
绳端移动的距离$s=$
0.3
m,机械效率$\eta=$83.3
$\%$.(3)采用图丙装置,改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁所示的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
越低
(填"越高""不变"或"越低"),分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为3
N(忽略绳重和摩擦).(4)若每个滑轮的质量为100g,则第2次实验中克服摩擦做的额外功为
0.04
J.($g$取10N/kg,不计绳重)(5)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益$MA$,用于比较不同机械的省力程度.现用图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦.则下列描述滑轮组的机械效率$\eta$与机械效益$MA$、机械效益$MA$与物体重力$G$的关系图线中,可能正确的是
A
.答案
13.(1)匀速 (2)0.3 83.3 (3)越低 3 (4)0.04 (5)A
解析
【分析】
这道题围绕滑轮组机械效率的测量实验展开，我们可以按小问逐步梳理思路：
1. 第一问：实验中要让弹簧测力计示数稳定，根据二力平衡的原理，必须沿竖直方向匀速拉动，此时拉力大小等于测力计示数，测量才准确。
2. 第二问：先通过第1次实验的s、h数据算出该装置承担物重的绳子段数n，再用s=nh算出第3次的绳端移动距离；再根据η=W有/W总=Gh/(Fs)代入数据算出机械效率。
3. 第三问：有用功是提升物体做的功，额外功主要是提升动滑轮做的功，物重相同的情况下，动滑轮越重，额外功占比越高，机械效率就越低；忽略绳重摩擦时η=G/(G+G动)，代入A点的η和G动数值就能算出物重G。
4. 第四问：先分别算出总功、有用功、克服动滑轮重力做的额外功，总功减去有用功再减去动滑轮的额外功，剩下的就是克服摩擦做的额外功。
5. 第五问：根据题目给出的机械效益MA的定义，结合不计绳重摩擦的条件推导η和MA、MA和G的函数关系，匹配对应的图像即可。
【解析】
(1) 实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小等于弹簧测力计的示数，测量结果准确。
(2) 由第1次实验数据可知，该装置绳子段数n=s₁/h₁=3，所以第3次实验中，h=0.1m时，绳端移动距离s=nh=3×0.1m=0.3m；代入数据G=6N，F=2.4N，机械效率η=(Gh)/(Fs)×100%=(6N×0.1m)/(2.4N×0.3m)×100%≈83.3%。
(3) 物重相同时，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，有用功占总功的比例越小，滑轮组的机械效率越低；忽略绳重和摩擦，η=G/(G+G动)，A点对应G动=1N、η=75%，代入得75%=G/(G+1N)，解得G=3N。
(4) 每个滑轮重力G轮=mg=0.1kg×10N/kg=1N，第2次实验中总功W总=Fs=1.4N×0.5m=0.7J，有用功W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，克服动滑轮做功W动=G轮h=1N×0.1m=0.1J，因此克服摩擦的额外功Wf=W总-W有-W动=0.7J-0.4J-0.1J=0.04J。
(5) 不计绳重和摩擦，MA=G/F，η=Gh/Fs=G/(nF)=MA/n，n为定值，因此η与MA成正比，为过原点的直线；同时F=(G+G动)/n，可得MA=nG/(G+G动)，MA随G增大而增大但不成正比，最终趋近于n，符合特征的是A选项。
【答案】
(1)匀速 (2)0.3 83.3 (3)越低 3 (4)0.04 (5)A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；功的计算；机械效率推导
【点评】
本题是滑轮组机械效率的综合实验题，既考查了基础实验操作规范，又包含了机械效率的定量计算、图像分析，还拓展了新定义“机械效益”的推导应用，区分度较好，解题时要注意区分不同类型的额外功，灵活推导公式避免死记硬背。
【难度系数】
0.4
这道题围绕滑轮组机械效率的测量实验展开，我们可以按小问逐步梳理思路：
1. 第一问：实验中要让弹簧测力计示数稳定，根据二力平衡的原理，必须沿竖直方向匀速拉动，此时拉力大小等于测力计示数，测量才准确。
2. 第二问：先通过第1次实验的s、h数据算出该装置承担物重的绳子段数n，再用s=nh算出第3次的绳端移动距离；再根据η=W有/W总=Gh/(Fs)代入数据算出机械效率。
3. 第三问：有用功是提升物体做的功，额外功主要是提升动滑轮做的功，物重相同的情况下，动滑轮越重，额外功占比越高，机械效率就越低；忽略绳重摩擦时η=G/(G+G动)，代入A点的η和G动数值就能算出物重G。
4. 第四问：先分别算出总功、有用功、克服动滑轮重力做的额外功，总功减去有用功再减去动滑轮的额外功，剩下的就是克服摩擦做的额外功。
5. 第五问：根据题目给出的机械效益MA的定义，结合不计绳重摩擦的条件推导η和MA、MA和G的函数关系，匹配对应的图像即可。
【解析】
(1) 实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大小等于弹簧测力计的示数，测量结果准确。
(2) 由第1次实验数据可知，该装置绳子段数n=s₁/h₁=3，所以第3次实验中，h=0.1m时，绳端移动距离s=nh=3×0.1m=0.3m；代入数据G=6N，F=2.4N，机械效率η=(Gh)/(Fs)×100%=(6N×0.1m)/(2.4N×0.3m)×100%≈83.3%。
(3) 物重相同时，动滑轮越重，克服动滑轮重力做的额外功越多，有用功占总功的比例越小，滑轮组的机械效率越低；忽略绳重和摩擦，η=G/(G+G动)，A点对应G动=1N、η=75%，代入得75%=G/(G+1N)，解得G=3N。
(4) 每个滑轮重力G轮=mg=0.1kg×10N/kg=1N，第2次实验中总功W总=Fs=1.4N×0.5m=0.7J，有用功W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，克服动滑轮做功W动=G轮h=1N×0.1m=0.1J，因此克服摩擦的额外功Wf=W总-W有-W动=0.7J-0.4J-0.1J=0.04J。
(5) 不计绳重和摩擦，MA=G/F，η=Gh/Fs=G/(nF)=MA/n，n为定值，因此η与MA成正比，为过原点的直线；同时F=(G+G动)/n，可得MA=nG/(G+G动)，MA随G增大而增大但不成正比，最终趋近于n，符合特征的是A选项。
【答案】
(1)匀速 (2)0.3 83.3 (3)越低 3 (4)0.04 (5)A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；功的计算；机械效率推导
【点评】
本题是滑轮组机械效率的综合实验题，既考查了基础实验操作规范，又包含了机械效率的定量计算、图像分析，还拓展了新定义“机械效益”的推导应用，区分度较好，解题时要注意区分不同类型的额外功，灵活推导公式避免死记硬背。
【难度系数】
0.4
