登录
8. 小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在$B$点,在$A$点用弹簧测力计沿竖直方向拉动杠杆,使其绕$O$点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度$h$(不计摩擦)（
A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从$A$点移到$C$点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从$B$点移到$C$点,拉力做的总功变大
C
）A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从$A$点移到$C$点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从$B$点移到$C$点,拉力做的总功变大
答案
8. C 解析:弹簧测力计拉力方向始终为竖直向上，阻力不变，动力臂减小，阻力臂减小，根据相似三角形的知识可知，动力臂与阻力臂的比值不变，因为阻力不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力不变，即弹簧测力计的示数不变，A错误；克服杠杆重力做的功为额外功，仅增加钩码的个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做的额外功不变，B错误；仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码和杠杆的重力不变，上升的高度不变，则有用功不变，额外功也不变，总功不变，根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$可知，杠杆的机械效率不变，C正确；仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩码还是上升到原来的高度，有用功不变，而杠杆提升的高度变小，克服杠杆重力做的功变小，即额外功变小，所以拉力做的总功变小，D错误。
解析
【分析】
这是一道结合杠杆平衡条件和机械效率的综合题，解题时首先明确本题不计摩擦，额外功的来源是克服杠杆自身重力做的功。我们逐个对选项推导：首先分析A选项，竖直拉动杠杆转动时，动力臂和阻力臂会同比例变化，比值恒定，结合杠杆平衡条件就能判断拉力是否变化；分析B选项时，抓住额外功仅和杠杆自重、杠杆重心上升高度有关，和钩码数量无关即可判断；分析C选项时，分别判断有用功、额外功的变化，就能推导机械效率的变化；分析D选项时，移动钩码悬挂点后，相同钩码上升高度下杠杆抬起的幅度变小，额外功会减小，进而判断总功的变化，最终选出正确答案。
【解析】
首先明确本题前提：不计摩擦，额外功仅为克服杠杆自身重力做的功，核心公式为杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，其中$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{钩码}}h$，$W_{\mathrm{额}}=G_{\mathrm{杠杆}}h_{\mathrm{杠杆重心}}$，$W_{\mathrm{总}}=W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额}}$。
1. 分析选项A：弹簧测力计始终沿竖直方向向上拉动，杠杆转动过程中动力臂、阻力臂会同比例减小，由相似三角形性质可知动力臂和阻力臂的比值$\frac{L_1}{L_2}$为定值，阻力$F_2=G_{\mathrm{钩码}}$不变，代入杠杆平衡条件得$F_1=F_2·\frac{L_2}{L_1}$，因此动力$F_1$保持不变，弹簧测力计示数不变，A错误。
2. 分析选项B：仅增加钩码的个数时，杠杆自重$G_{\mathrm{杠杆}}$不变，杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功$W_{\mathrm{额}}=G_{\mathrm{杠杆}}h_{\mathrm{重心}}$不变，B错误。
3. 分析选项C：仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码上升高度h不变，因此有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{钩码}}h$不变；杠杆自重和杠杆重心上升高度也不变，额外功不变，因此总功不变，由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$可知杠杆的机械效率不变，C正确。
4. 分析选项D：仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，若钩码上升相同高度h，悬挂点离支点O更远，杠杆转过的角度更小，杠杆重心上升的高度更小，因此额外功变小，有用功不变，拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额}}$变小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件，机械效率计算，额外功分析
【点评】
本题属于杠杆机械效率的典型易错题，很多同学会误判杠杆转动时拉力的变化、误判悬挂点移动后总功的变化，解题的核心是抓住不计摩擦时额外功仅来自杠杆自重，结合相似三角形的性质判断力臂比值的变化，再分别分析有用功、额外功的变化，就能顺利推导总功和机械效率的变化规律。
【难度系数】
0.4
这是一道结合杠杆平衡条件和机械效率的综合题，解题时首先明确本题不计摩擦，额外功的来源是克服杠杆自身重力做的功。我们逐个对选项推导：首先分析A选项，竖直拉动杠杆转动时，动力臂和阻力臂会同比例变化，比值恒定，结合杠杆平衡条件就能判断拉力是否变化；分析B选项时，抓住额外功仅和杠杆自重、杠杆重心上升高度有关，和钩码数量无关即可判断；分析C选项时，分别判断有用功、额外功的变化，就能推导机械效率的变化；分析D选项时，移动钩码悬挂点后，相同钩码上升高度下杠杆抬起的幅度变小，额外功会减小，进而判断总功的变化，最终选出正确答案。
【解析】
首先明确本题前提：不计摩擦，额外功仅为克服杠杆自身重力做的功，核心公式为杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$，其中$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{钩码}}h$，$W_{\mathrm{额}}=G_{\mathrm{杠杆}}h_{\mathrm{杠杆重心}}$，$W_{\mathrm{总}}=W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额}}$。
1. 分析选项A：弹簧测力计始终沿竖直方向向上拉动，杠杆转动过程中动力臂、阻力臂会同比例减小，由相似三角形性质可知动力臂和阻力臂的比值$\frac{L_1}{L_2}$为定值，阻力$F_2=G_{\mathrm{钩码}}$不变，代入杠杆平衡条件得$F_1=F_2·\frac{L_2}{L_1}$，因此动力$F_1$保持不变，弹簧测力计示数不变，A错误。
2. 分析选项B：仅增加钩码的个数时，杠杆自重$G_{\mathrm{杠杆}}$不变，杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功$W_{\mathrm{额}}=G_{\mathrm{杠杆}}h_{\mathrm{重心}}$不变，B错误。
3. 分析选项C：仅将拉力的作用点从A点移到C点，钩码上升高度h不变，因此有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{钩码}}h$不变；杠杆自重和杠杆重心上升高度也不变，额外功不变，因此总功不变，由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$可知杠杆的机械效率不变，C正确。
4. 分析选项D：仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，若钩码上升相同高度h，悬挂点离支点O更远，杠杆转过的角度更小，杠杆重心上升的高度更小，因此额外功变小，有用功不变，拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额}}$变小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件，机械效率计算，额外功分析
【点评】
本题属于杠杆机械效率的典型易错题，很多同学会误判杠杆转动时拉力的变化、误判悬挂点移动后总功的变化，解题的核心是抓住不计摩擦时额外功仅来自杠杆自重，结合相似三角形的性质判断力臂比值的变化，再分别分析有用功、额外功的变化，就能顺利推导总功和机械效率的变化规律。
【难度系数】
0.4
9. 如图所示,斜面的长为高的4倍,物体恰能在斜面上自由匀速下滑,下滑一段距离的过程中,该物体重力做的功和克服阻力做的功相等.若用平行于斜面向上的拉力$F$将物体匀速拉上斜面时,斜面的机械效率为（
A.$20\%$
B.$25\%$
C.$50\%$
D.$75\%$
C
）A.$20\%$
B.$25\%$
C.$50\%$
D.$75\%$
答案
9. C 解析:物体在斜面上匀速下滑时，重力做的功为$W_G$，克服摩擦力做的功为$W_f$，$W_G=W_f$，当物体被匀速拉上斜面时，物体对斜面的压力和接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力大小不变，此时拉力做的功$W_{\mathrm{总}}=W_G+W_f=2W_G$，则机械效率$\eta=\dfrac{W_G}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{W_G}{2W_G}×100\%=50\%$。
解析
【分析】
我们先梳理清晰解题思路：第一步，先利用题干给出的“物体匀速下滑时重力做功和克服阻力做功相等”的条件，得到下滑过程中重力做功Gh和克服摩擦力做功fs的等量关系。第二步，分析向上匀速拉动物体的场景：首先明确有用功是克服物体重力做的功，额外功是克服滑动摩擦力做的功，由于物体对斜面的压力、接触面粗糙程度都没有变化，滑动摩擦力大小不变，相同斜面长度下的额外功就等于下滑时的克服阻力做功。第三步，总功等于有用功加额外功，代入等量关系后直接根据机械效率的定义计算即可，注意不要被“斜面的长为高的4倍”的条件误导。
【解析】
解：
1. 物体匀速沿斜面下滑时，根据题意可得重力做功与克服阻力做功相等：
$W_G = W_f$，即 $Gh = fs$，其中$G$为物体重力，$h$为下滑的竖直高度，$f$为滑动摩擦力，$s$为对应斜面的长度。
2. 用拉力$F$将物体匀速拉上斜面时：
拉力做的有用功是克服物体重力的功：$W_{\mathrm{有}} = Gh$
由于物体对斜面的压力、接触面粗糙程度均不变，滑动摩擦力$f$大小不变，因此克服摩擦力做的额外功：$W_{\mathrm{额}} = fs = Gh$
拉力做的总功为有用功与额外功之和：$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}} = Gh + Gh = 2Gh$
3. 计算斜面的机械效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{Gh}{2Gh} × 100\% = 50\%$
因此答案选C。
【答案】C
【知识点】斜面机械效率；功的计算；滑动摩擦力
【点评】本题的核心是抓住匀速下滑的能量等量关系，不需要额外推导摩擦力的具体数值，很多同学会被题干中“斜面长为高的4倍”的条件误导，错把机械效率算成25%，本题重点考察对斜面场景下有用功、额外功定义的理解。
【难度系数】
0.5
我们先梳理清晰解题思路：第一步，先利用题干给出的“物体匀速下滑时重力做功和克服阻力做功相等”的条件，得到下滑过程中重力做功Gh和克服摩擦力做功fs的等量关系。第二步，分析向上匀速拉动物体的场景：首先明确有用功是克服物体重力做的功，额外功是克服滑动摩擦力做的功，由于物体对斜面的压力、接触面粗糙程度都没有变化，滑动摩擦力大小不变，相同斜面长度下的额外功就等于下滑时的克服阻力做功。第三步，总功等于有用功加额外功，代入等量关系后直接根据机械效率的定义计算即可，注意不要被“斜面的长为高的4倍”的条件误导。
【解析】
解：
1. 物体匀速沿斜面下滑时，根据题意可得重力做功与克服阻力做功相等：
$W_G = W_f$，即 $Gh = fs$，其中$G$为物体重力，$h$为下滑的竖直高度，$f$为滑动摩擦力，$s$为对应斜面的长度。
2. 用拉力$F$将物体匀速拉上斜面时：
拉力做的有用功是克服物体重力的功：$W_{\mathrm{有}} = Gh$
由于物体对斜面的压力、接触面粗糙程度均不变，滑动摩擦力$f$大小不变，因此克服摩擦力做的额外功：$W_{\mathrm{额}} = fs = Gh$
拉力做的总功为有用功与额外功之和：$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有}} + W_{\mathrm{额}} = Gh + Gh = 2Gh$
3. 计算斜面的机械效率：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{Gh}{2Gh} × 100\% = 50\%$
因此答案选C。
【答案】C
【知识点】斜面机械效率；功的计算；滑动摩擦力
【点评】本题的核心是抓住匀速下滑的能量等量关系，不需要额外推导摩擦力的具体数值，很多同学会被题干中“斜面长为高的4倍”的条件误导，错把机械效率算成25%，本题重点考察对斜面场景下有用功、额外功定义的理解。
【难度系数】
0.5
10. 如图所示,用手沿竖直方向匀速拉绳,使挂在动滑轮下面重为$G$的物体缓缓上升,动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力$G$,则动滑轮的机械效率$\eta$与物体重力$G$的关系图像可能为
（
（
B
）答案
10. B 解析:动滑轮的重力不可忽略，则克服绳重、动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增大，滑轮与绳子间摩擦增大，则额外功增大；同时，物重增大，有用功也增大，有用功和总功的比值增大，即机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故$\eta$与$G$不成正比，当物重越来越大，有用功远大于额外功时，机械效率无限接近100%，B符合题意。
解析
【分析】
我们可以按三步思路推导解题：第一步先明确特殊点的规律，当物体重力G=0时，没有提升物体的有用功，机械效率必然为0，所以图像起点是原点；第二步分析变化趋势，随着物重G增大，提升物体做的有用功占总功的比例会升高，也就是机械效率随G增大而变大，直接排除效率不变、效率随G减小的错误选项；第三步判断图像的线型，机械效率最高不可能超过100%，因此η和G不可能是正比例的直线关系，增长趋势会逐渐变缓，最终趋近于100%，对应符合特征的图像即可。
【解析】
1. 该动滑轮的额外功包含三部分：克服动滑轮自重做功、克服绳重做功、克服滑轮和绳子之间的摩擦做功。当所挂物体重力G=0时，拉力做的功全部为额外功，有用功为0，因此机械效率η=0，图像起点为坐标原点。
2. 随着物体重力G逐渐增大，有用功$W_{有}=Gh$随之增大，有用功在总功中的占比不断提升，动滑轮的机械效率η会随G的增大而升高，由此直接排除机械效率恒定不变的C选项、机械效率随G增大而降低的D选项。
3. 由机械效率公式推导可得：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h+W_{摩擦额外}}$，可知η与G并非正比例关系：若为A图的过原点直线，物重增大到一定程度时机械效率会超过100%，不符合物理规律；实际随着G不断增大，有用功远大于额外功时，机械效率的增长速度会逐渐变缓，无限趋近于100%，完全符合B图的曲线特征。
综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】动滑轮机械效率、影响机械效率的因素
【点评】
本题的易错点是很多同学忽略机械效率的上限特征，误以为η和G是正比例关系错选A，解题时要结合物理规律判断图像的合理性，明确机械效率永远小于100%，物重增大时额外功也会随摩擦同步增大，效率的上升趋势会逐渐平缓。
【难度系数】0.6
我们可以按三步思路推导解题：第一步先明确特殊点的规律，当物体重力G=0时，没有提升物体的有用功，机械效率必然为0，所以图像起点是原点；第二步分析变化趋势，随着物重G增大，提升物体做的有用功占总功的比例会升高，也就是机械效率随G增大而变大，直接排除效率不变、效率随G减小的错误选项；第三步判断图像的线型，机械效率最高不可能超过100%，因此η和G不可能是正比例的直线关系，增长趋势会逐渐变缓，最终趋近于100%，对应符合特征的图像即可。
【解析】
1. 该动滑轮的额外功包含三部分：克服动滑轮自重做功、克服绳重做功、克服滑轮和绳子之间的摩擦做功。当所挂物体重力G=0时，拉力做的功全部为额外功，有用功为0，因此机械效率η=0，图像起点为坐标原点。
2. 随着物体重力G逐渐增大，有用功$W_{有}=Gh$随之增大，有用功在总功中的占比不断提升，动滑轮的机械效率η会随G的增大而升高，由此直接排除机械效率恒定不变的C选项、机械效率随G增大而降低的D选项。
3. 由机械效率公式推导可得：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h+W_{摩擦额外}}$，可知η与G并非正比例关系：若为A图的过原点直线，物重增大到一定程度时机械效率会超过100%，不符合物理规律；实际随着G不断增大，有用功远大于额外功时，机械效率的增长速度会逐渐变缓，无限趋近于100%，完全符合B图的曲线特征。
综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】动滑轮机械效率、影响机械效率的因素
【点评】
本题的易错点是很多同学忽略机械效率的上限特征，误以为η和G是正比例关系错选A，解题时要结合物理规律判断图像的合理性，明确机械效率永远小于100%，物重增大时额外功也会随摩擦同步增大，效率的上升趋势会逐渐平缓。
【难度系数】0.6
11. 用如图甲所示的滑轮组做“探究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响”实验.实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变的滑轮的重力,每次实验都匀速竖直拉动绳端使物体上升10 cm,不计绳重,实验数据如下表所示.
(1)每次实验中绳端的移动距离为
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙所示,为
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例
(1)每次实验中绳端的移动距离为
30
cm.(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙所示,为
2.5
N;第2次实验中滑轮组的机械效率为80
%.分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低
.(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将
不变
(选填“变大”“变小”或“不变”).(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例
变小
(选填“变大”“变小”或“不变”).答案
11. (1)30 (2)2.5 80 低 (3)不变 (4)变小 解析：
(1)由题图甲可知，滑轮组中承重的绳子段数$n=3$，则每次实验中绳端移动的距离$s=3h=3×10\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$。(2)弹簧测力计的分度值为0.1 N，示数为2.5 N；每次实验中的有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h=6.0\ \mathrm{N}×10×10^{-2}\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$，第2次实验中滑轮组做的总功$W_{\mathrm{总2}}=F_2s=2.5\ \mathrm{N}×30×10^{-2}\ \mathrm{m}=0.75\ \mathrm{J}$，则第2次实验中滑轮组的机械效率$\eta_2=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总2}}}×100\%=\dfrac{0.6\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$；分析题表中数据可知，在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。(3)实验中若仅增大绳端移动的距离，根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{Fs}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{F× nh}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{nF}×100\%$可知，滑轮组的机械效率不变。(4)实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为$\dfrac{W_{\mathrm{摩}}}{W_{\mathrm{额外}}}×100\%=\dfrac{W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}-W_{\mathrm{动}}}{W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}}×100\%=\dfrac{Fs-G_{\mathrm{物}}h-G_{\mathrm{动}}h}{Fs-G_{\mathrm{物}}h}×100\%=\dfrac{3F-G_{\mathrm{物}}-G_{\mathrm{动}}}{3F-G_{\mathrm{物}}}×100\%$，代入数据可得，第1、2、3、4次实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例分别为50%、33.3%、29.6%、23.8%，则在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
(1)由题图甲可知，滑轮组中承重的绳子段数$n=3$，则每次实验中绳端移动的距离$s=3h=3×10\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$。(2)弹簧测力计的分度值为0.1 N，示数为2.5 N；每次实验中的有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h=6.0\ \mathrm{N}×10×10^{-2}\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$，第2次实验中滑轮组做的总功$W_{\mathrm{总2}}=F_2s=2.5\ \mathrm{N}×30×10^{-2}\ \mathrm{m}=0.75\ \mathrm{J}$，则第2次实验中滑轮组的机械效率$\eta_2=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总2}}}×100\%=\dfrac{0.6\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$；分析题表中数据可知，在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。(3)实验中若仅增大绳端移动的距离，根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{Fs}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{F× nh}×100\%=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{nF}×100\%$可知，滑轮组的机械效率不变。(4)实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为$\dfrac{W_{\mathrm{摩}}}{W_{\mathrm{额外}}}×100\%=\dfrac{W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}-W_{\mathrm{动}}}{W_{\mathrm{总}}-W_{\mathrm{有用}}}×100\%=\dfrac{Fs-G_{\mathrm{物}}h-G_{\mathrm{动}}h}{Fs-G_{\mathrm{物}}h}×100\%=\dfrac{3F-G_{\mathrm{物}}-G_{\mathrm{动}}}{3F-G_{\mathrm{物}}}×100\%$，代入数据可得，第1、2、3、4次实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例分别为50%、33.3%、29.6%、23.8%，则在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
解析
【分析】
解题思路梳理：
1. 第一问：先观察图甲的滑轮组，数出承担动滑轮和物重的绳子段数n，已知每次物体上升高度h=10cm，利用滑轮组绳端移动距离和物体上升高度的关系s=nh，直接代入数值计算即可。
2. 第二问：读取弹簧测力计示数时，先明确分度值再对应刻度读数；先计算固定不变的有用功（物重、上升高度都不变），再用拉力乘以绳端移动距离得到总功，利用机械效率公式η=W有/W总×100%算出效率；对比表格中动滑轮重力增大时对应的机械效率数值，就能总结出对应规律。
3. 第三问：对机械效率公式进行变形，将s=nh代入公式，会发现h可以被约去，说明机械效率和绳端移动的距离无关，因此仅改变绳端距离，效率不变。
4. 第四问：明确总额外功由动滑轮重力带来的额外功和摩擦带来的额外功两部分组成，物重不变时动滑轮变重，动滑轮重力做的额外功占总额外功的比例升高，因此摩擦引起的额外功占总额外功的比例就会降低，代入实验数据也可验证该结论。
【解析】
(1) 由图甲可知，该滑轮组承重绳子的段数n=3，已知物体上升高度h=10cm，因此绳端移动距离s=nh=3×10cm=30cm。
(2) 弹簧测力计的分度值为0.1N，指针指向2.5N刻度线，因此拉力示数为2.5N；
有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h=6.0\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$，
第2次实验的总功$W_{\mathrm{总2}}=F_2s=2.5\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=0.75\ \mathrm{J}$，
机械效率$\eta_2=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总2}}}×100\% = \dfrac{0.6\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}}×100\% =80\%$；
对比实验数据，物重不变时，动滑轮重力越大，测得的机械效率数值越小，因此动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
(3) 推导机械效率公式：$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{Fs}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{F·nh}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}}{nF}×100\%$，可见机械效率与绳端移动的距离s无关，因此仅增大绳端移动的距离，滑轮组的机械效率不变。
(4) 总额外功$W_{\mathrm{额总}}=W_{\mathrm{动}}+W_{\mathrm{摩}}$，其中$W_{\mathrm{动}}$是提升动滑轮做的额外功，$W_{\mathrm{摩}}$是摩擦带来的额外功。物重不变、动滑轮变重时，$W_{\mathrm{动}}=G_{\mathrm{动}}h$会显著增大，总额外功的增量主要来自动滑轮重力的额外功，因此摩擦引起的额外功占总额外功的比例会变小，代入多组实验数据计算也可验证该结论。
【答案】
(1)30 (2)2.5；80；低 (3)不变 (4)变小
【知识点】
滑轮组距离关系，机械效率计算，额外功分析
【点评】
本题是探究动滑轮重力对滑轮组机械效率影响的实验题，既考查了滑轮组基础计算、弹簧测力计读数、机械效率常规计算等核心基础考点，又通过额外功占比的设问深化了对机械效率影响因素的理解，其中最后一问需要学生理清额外功的两个组成部分，避免直接认为摩擦不变占比就不变的思维误区，区分度较好。
【难度系数】
0.6
解题思路梳理：
1. 第一问：先观察图甲的滑轮组，数出承担动滑轮和物重的绳子段数n，已知每次物体上升高度h=10cm，利用滑轮组绳端移动距离和物体上升高度的关系s=nh，直接代入数值计算即可。
2. 第二问：读取弹簧测力计示数时，先明确分度值再对应刻度读数；先计算固定不变的有用功（物重、上升高度都不变），再用拉力乘以绳端移动距离得到总功，利用机械效率公式η=W有/W总×100%算出效率；对比表格中动滑轮重力增大时对应的机械效率数值，就能总结出对应规律。
3. 第三问：对机械效率公式进行变形，将s=nh代入公式，会发现h可以被约去，说明机械效率和绳端移动的距离无关，因此仅改变绳端距离，效率不变。
4. 第四问：明确总额外功由动滑轮重力带来的额外功和摩擦带来的额外功两部分组成，物重不变时动滑轮变重，动滑轮重力做的额外功占总额外功的比例升高，因此摩擦引起的额外功占总额外功的比例就会降低，代入实验数据也可验证该结论。
【解析】
(1) 由图甲可知，该滑轮组承重绳子的段数n=3，已知物体上升高度h=10cm，因此绳端移动距离s=nh=3×10cm=30cm。
(2) 弹簧测力计的分度值为0.1N，指针指向2.5N刻度线，因此拉力示数为2.5N；
有用功$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h=6.0\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$，
第2次实验的总功$W_{\mathrm{总2}}=F_2s=2.5\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=0.75\ \mathrm{J}$，
机械效率$\eta_2=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总2}}}×100\% = \dfrac{0.6\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}}×100\% =80\%$；
对比实验数据，物重不变时，动滑轮重力越大，测得的机械效率数值越小，因此动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
(3) 推导机械效率公式：$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{Fs}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}h}{F·nh}×100\% = \dfrac{G_{\mathrm{物}}}{nF}×100\%$，可见机械效率与绳端移动的距离s无关，因此仅增大绳端移动的距离，滑轮组的机械效率不变。
(4) 总额外功$W_{\mathrm{额总}}=W_{\mathrm{动}}+W_{\mathrm{摩}}$，其中$W_{\mathrm{动}}$是提升动滑轮做的额外功，$W_{\mathrm{摩}}$是摩擦带来的额外功。物重不变、动滑轮变重时，$W_{\mathrm{动}}=G_{\mathrm{动}}h$会显著增大，总额外功的增量主要来自动滑轮重力的额外功，因此摩擦引起的额外功占总额外功的比例会变小，代入多组实验数据计算也可验证该结论。
【答案】
(1)30 (2)2.5；80；低 (3)不变 (4)变小
【知识点】
滑轮组距离关系，机械效率计算，额外功分析
【点评】
本题是探究动滑轮重力对滑轮组机械效率影响的实验题，既考查了滑轮组基础计算、弹簧测力计读数、机械效率常规计算等核心基础考点，又通过额外功占比的设问深化了对机械效率影响因素的理解，其中最后一问需要学生理清额外功的两个组成部分，避免直接认为摩擦不变占比就不变的思维误区，区分度较好。
【难度系数】
0.6
