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13.(2025·河北模拟)如图
所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为$F_甲$、$F_乙$，此过程相关数据如图所示。下列说法正确的是（
A.$F_甲$的功率等于$F_乙$的功率
B.两滑轮组的机械效率相等
C.两滑轮组的有用功相等
D.两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为$F_甲$、$F_乙$，此过程相关数据如图所示。下列说法正确的是（C
）A.$F_甲$的功率等于$F_乙$的功率
B.两滑轮组的机械效率相等
C.两滑轮组的有用功相等
D.两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
答案
13. C
解析
【分析】
要解决本题，需结合滑轮组的有用功、总功、机械效率、功率、绳子移动距离的相关公式，逐一分析选项：首先明确已知条件：提升同一物体G，相同时间t内匀速提升相同高度h；再从图2读取甲、乙滑轮组的总功和额外功，结合滑轮组的规律判断各选项的正误。
【解析】
已知提升同一物体G，相同时间t内匀速提升相同高度h，从图2得：甲滑轮组总功$W_{总甲}=1200J$，额外功$W_{额甲}=600J$；乙滑轮组总功$W_{总乙}=800J$，额外功$W_{额乙}=200J$。
选项A：功率公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$，时间t相同，因$W_{总甲}=1200J ＞ W_{总乙}=800J$，故$P_甲 ＞ P_乙$，A错误；
选项B：有用功$W_{有用}=W_{总}-W_{额}$，甲的有用功$W_{有用甲}=1200J-600J=600J$，乙的有用功$W_{有用乙}=800J-200J=600J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，则$\eta_甲=\frac{600J}{1200J}=50\%$，$\eta_乙=\frac{600J}{800J}=75\%$，两者不相等，B错误；
选项C：有用功公式为$W_{有用}=Gh$，同一物体G相同，提升高度h相同，因此$W_{有用甲}=W_{有用乙}$，C正确；
选项D：甲滑轮组绳子段数$n_甲=3$，乙滑轮组绳子段数$n_乙=2$，绳子自由端移动距离$s=nh$，h相同，故$s_甲=3h$，$s_乙=2h$，两者不相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组有用功、机械效率、功率
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，需结合图像提取数据，牢记有用功、总功、机械效率等公式，明确滑轮组绳子段数的判断方法，逐一分析选项即可得出结论，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合滑轮组的有用功、总功、机械效率、功率、绳子移动距离的相关公式，逐一分析选项：首先明确已知条件：提升同一物体G，相同时间t内匀速提升相同高度h；再从图2读取甲、乙滑轮组的总功和额外功，结合滑轮组的规律判断各选项的正误。
【解析】
已知提升同一物体G，相同时间t内匀速提升相同高度h，从图2得：甲滑轮组总功$W_{总甲}=1200J$，额外功$W_{额甲}=600J$；乙滑轮组总功$W_{总乙}=800J$，额外功$W_{额乙}=200J$。
选项A：功率公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$，时间t相同，因$W_{总甲}=1200J ＞ W_{总乙}=800J$，故$P_甲 ＞ P_乙$，A错误；
选项B：有用功$W_{有用}=W_{总}-W_{额}$，甲的有用功$W_{有用甲}=1200J-600J=600J$，乙的有用功$W_{有用乙}=800J-200J=600J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，则$\eta_甲=\frac{600J}{1200J}=50\%$，$\eta_乙=\frac{600J}{800J}=75\%$，两者不相等，B错误；
选项C：有用功公式为$W_{有用}=Gh$，同一物体G相同，提升高度h相同，因此$W_{有用甲}=W_{有用乙}$，C正确；
选项D：甲滑轮组绳子段数$n_甲=3$，乙滑轮组绳子段数$n_乙=2$，绳子自由端移动距离$s=nh$，h相同，故$s_甲=3h$，$s_乙=2h$，两者不相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组有用功、机械效率、功率
【点评】
本题考查滑轮组相关物理量的计算，需结合图像提取数据，牢记有用功、总功、机械效率等公式，明确滑轮组绳子段数的判断方法，逐一分析选项即可得出结论，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
14.(2024·新沂月考)某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，实验装置如图所示.
第14题图
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率
(3)表中第3次实验机械效率$\eta=$
(4)采用图丙装置,改变动滑轮$G_{动}$,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,分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为
第14题图(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用
乙
(填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验.(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率
越低
(填“越高”“不变”或“越低”).(3)表中第3次实验机械效率$\eta=$
83.3%
,比较第1次和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,增大物重
可增大机械效率.(4)采用图丙装置,改变动滑轮$G_{动}$,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,分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为
12
N.(忽略绳重和摩擦)答案
14. (1)乙 (2)越低 (3)83.3% 增大物重 (4)12
解析
【分析】
第(1)问需根据滑轮组绳子段数公式$n=\frac{s}{h}$计算第2次实验的绳子段数，结合甲、乙装置的绳子段数特征判断装置；第(2)问对比第1、2次实验，控制物重相同，分析动滑轮个数对机械效率的影响；第(3)问利用机械效率公式计算第3次实验的机械效率，再对比第1、3次实验，控制滑轮组相同，分析物重对机械效率的影响；第(4)问忽略绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式结合图像A点数据计算物重。
【解析】
(1) 滑轮组绳子段数$n=\frac{s}{h}$，第2次实验中$s=0.4m$、$h=0.1m$，则$n=\frac{0.4m}{0.1m}=4$；甲装置绳子段数为3，乙装置为4，因此第2次实验用乙装置。
(2) 第1、2次实验提升物重相同，动滑轮个数越多，额外功占总功比例越大，有用功占比越小，故机械效率越低。
(3) 第3次实验机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，代入数据得$\eta=\frac{4N×0.1m}{1.5N×0.3m}≈83.3\%$；第1、3次实验用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高，故增大物重可提高机械效率。
(4) 忽略绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，由图像A点数据，代入得$G=nF-G_{动}=12N$。
【答案】
14. (1)乙 (2)越低 (3)83.3% 增大物重 (4)12
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率计算、滑轮组特点
【点评】
本题综合考查滑轮组机械效率的核心知识点，涵盖绳子段数判断、机械效率计算及影响因素分析，是力学常规考点，需熟练掌握公式与实验对比方法。
【难度系数】
0.6
第(1)问需根据滑轮组绳子段数公式$n=\frac{s}{h}$计算第2次实验的绳子段数，结合甲、乙装置的绳子段数特征判断装置；第(2)问对比第1、2次实验，控制物重相同，分析动滑轮个数对机械效率的影响；第(3)问利用机械效率公式计算第3次实验的机械效率，再对比第1、3次实验，控制滑轮组相同，分析物重对机械效率的影响；第(4)问忽略绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式结合图像A点数据计算物重。
【解析】
(1) 滑轮组绳子段数$n=\frac{s}{h}$，第2次实验中$s=0.4m$、$h=0.1m$，则$n=\frac{0.4m}{0.1m}=4$；甲装置绳子段数为3，乙装置为4，因此第2次实验用乙装置。
(2) 第1、2次实验提升物重相同，动滑轮个数越多，额外功占总功比例越大，有用功占比越小，故机械效率越低。
(3) 第3次实验机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}$，代入数据得$\eta=\frac{4N×0.1m}{1.5N×0.3m}≈83.3\%$；第1、3次实验用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高，故增大物重可提高机械效率。
(4) 忽略绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，由图像A点数据，代入得$G=nF-G_{动}=12N$。
【答案】
14. (1)乙 (2)越低 (3)83.3% 增大物重 (4)12
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率计算、滑轮组特点
【点评】
本题综合考查滑轮组机械效率的核心知识点，涵盖绳子段数判断、机械效率计算及影响因素分析，是力学常规考点，需熟练掌握公式与实验对比方法。
【难度系数】
0.6
15.(2025·乌鲁木齐一模)某建筑工地上,用甲、乙两种滑轮组将质量相同的水泥板吊往同一高处.使用甲滑轮组时的机械效率为75%,使用乙滑轮组时的机械效率为80%.甲、乙滑轮组绳重和摩擦对应的额外功均占总功的10%,则甲、乙两滑轮组的动滑轮的重力之比为 (
A.8:5
B.4:3
C.16:15
D.3:2
A
)A.8:5
B.4:3
C.16:15
D.3:2
答案
15. A
解析
【分析】
要解决本题，需明确滑轮组总功、有用功、额外功的关系：总功等于有用功、动滑轮重力做的额外功、绳重和摩擦的额外功之和。已知水泥板质量相同、提升高度相同，故两者有用功相同；且绳重和摩擦的额外功占总功的10%，结合机械效率公式，分别推导甲、乙滑轮组的动滑轮重力表达式，再求比值即可。
【解析】
设水泥板重力为$ G $，提升高度为$ h $，则有用功$ W_{有}=Gh $，甲、乙滑轮组的$ W_{有} $相同。设总功为$ W_{总} $，绳重和摩擦的额外功$ W_{额2}=0.1W_{总} $，动滑轮重力的额外功$ W_{额1}=G_{动}h $。
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} $，且$ W_{总}=W_{有}+W_{额1}+W_{额2} $，代入$ W_{额2}=0.1W_{总} $得：
$ W_{总}=W_{有}+G_{动}h+0.1W_{总} $，整理得$ 0.9W_{总}=W_{有}+G_{动}h $。
又$ W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta} $，代入上式得：$ G_{动}h=W_{有}(\frac{0.9}{\eta}-1) $。
对甲滑轮组，$ \eta_{甲}=75\%=0.75 $，代入得：
$ G_{动甲}h=W_{有}(\frac{0.9}{0.75}-1)=0.2W_{有} $ ①
对乙滑轮组，$ \eta_{乙}=80\%=0.8 $，代入得：
$ G_{动乙}h=W_{有}(\frac{0.9}{0.8}-1)=0.125W_{有} $ ②
①÷②，约去$ h $和$ W_{有} $，得：$ \frac{G_{动甲}}{G_{动乙}}=\frac{0.2}{0.125}=\frac{8}{5} $，即动滑轮重力之比为$ 8:5 $。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的综合应用，关键是明确额外功的两部分构成，灵活变形机械效率公式推导动滑轮重力表达式，利用已知条件（有用功相同）求比值，需注意公式的准确应用。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确滑轮组总功、有用功、额外功的关系：总功等于有用功、动滑轮重力做的额外功、绳重和摩擦的额外功之和。已知水泥板质量相同、提升高度相同，故两者有用功相同；且绳重和摩擦的额外功占总功的10%，结合机械效率公式，分别推导甲、乙滑轮组的动滑轮重力表达式，再求比值即可。
【解析】
设水泥板重力为$ G $，提升高度为$ h $，则有用功$ W_{有}=Gh $，甲、乙滑轮组的$ W_{有} $相同。设总功为$ W_{总} $，绳重和摩擦的额外功$ W_{额2}=0.1W_{总} $，动滑轮重力的额外功$ W_{额1}=G_{动}h $。
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} $，且$ W_{总}=W_{有}+W_{额1}+W_{额2} $，代入$ W_{额2}=0.1W_{总} $得：
$ W_{总}=W_{有}+G_{动}h+0.1W_{总} $，整理得$ 0.9W_{总}=W_{有}+G_{动}h $。
又$ W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta} $，代入上式得：$ G_{动}h=W_{有}(\frac{0.9}{\eta}-1) $。
对甲滑轮组，$ \eta_{甲}=75\%=0.75 $，代入得：
$ G_{动甲}h=W_{有}(\frac{0.9}{0.75}-1)=0.2W_{有} $ ①
对乙滑轮组，$ \eta_{乙}=80\%=0.8 $，代入得：
$ G_{动乙}h=W_{有}(\frac{0.9}{0.8}-1)=0.125W_{有} $ ②
①÷②，约去$ h $和$ W_{有} $，得：$ \frac{G_{动甲}}{G_{动乙}}=\frac{0.2}{0.125}=\frac{8}{5} $，即动滑轮重力之比为$ 8:5 $。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的综合应用，关键是明确额外功的两部分构成，灵活变形机械效率公式推导动滑轮重力表达式，利用已知条件（有用功相同）求比值，需注意公式的准确应用。
【难度系数】
0.5
