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4.(2026临沂二模)甲、乙两人分别用如图所示的滑轮,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 (
A.甲省力,机械效率较高
B.甲省功,机械效率较低
C.乙不省力,机械效率较高
D.乙省功,机械效率较低
C
)A.甲省力,机械效率较高
B.甲省功,机械效率较低
C.乙不省力,机械效率较高
D.乙省功,机械效率较低
答案
4. C
解析
【分析】
首先确定甲、乙使用的滑轮类型：甲用的是动滑轮，乙用的是定滑轮。回忆滑轮特点：动滑轮能省力，但提升物体时需克服动滑轮自身重力做额外功；定滑轮不省力，仅改变力的方向，不计绳重及摩擦时几乎无额外功。再结合功的原理（任何机械都不省功）排除错误选项，最后根据机械效率的公式判断两者机械效率高低，即可选出正确答案。
【解析】
1. 滑轮特点分析：甲的动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，因此使用甲的滑轮能省力，但提升货物时要克服动滑轮重力做额外功；乙的定滑轮实质是等臂杠杆，使用时不省力，仅改变力的方向，题目不计绳重及摩擦，使用定滑轮几乎无额外功。
2. 功的原理应用：根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此选项B（甲省功）、D（乙省功）错误。
3. 机械效率判断：机械效率η=W有用/W总，总功=有用功+额外功。甲、乙提升质量相等的货物到同一平台，有用功W有用=Gh相等；甲有额外功，乙几乎无额外功，因此乙的总功更小，机械效率更高。结合省力情况，乙不省力、机械效率较高，故选项C正确，A错误。
【答案】
C
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率、功的原理
【点评】
本题综合考查定滑轮与动滑轮的特点、机械效率的判断及功的原理，需准确掌握不同滑轮的工作特性，明确机械效率的影响因素，属于基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先确定甲、乙使用的滑轮类型：甲用的是动滑轮，乙用的是定滑轮。回忆滑轮特点：动滑轮能省力，但提升物体时需克服动滑轮自身重力做额外功；定滑轮不省力，仅改变力的方向，不计绳重及摩擦时几乎无额外功。再结合功的原理（任何机械都不省功）排除错误选项，最后根据机械效率的公式判断两者机械效率高低，即可选出正确答案。
【解析】
1. 滑轮特点分析：甲的动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，因此使用甲的滑轮能省力，但提升货物时要克服动滑轮重力做额外功；乙的定滑轮实质是等臂杠杆，使用时不省力，仅改变力的方向，题目不计绳重及摩擦，使用定滑轮几乎无额外功。
2. 功的原理应用：根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此选项B（甲省功）、D（乙省功）错误。
3. 机械效率判断：机械效率η=W有用/W总，总功=有用功+额外功。甲、乙提升质量相等的货物到同一平台，有用功W有用=Gh相等；甲有额外功，乙几乎无额外功，因此乙的总功更小，机械效率更高。结合省力情况，乙不省力、机械效率较高，故选项C正确，A错误。
【答案】
C
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率、功的原理
【点评】
本题综合考查定滑轮与动滑轮的特点、机械效率的判断及功的原理，需准确掌握不同滑轮的工作特性，明确机械效率的影响因素，属于基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
5. (2026达州)如图所示,用竖直向上30 N的拉力F匀速提起重物A,使其在5 s内升高了1 m。已知物体A重50 N,不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦。下列说法正确的是 (
A.动滑轮重为5 N
B.拉力F的功率为10 W
C.若拉力F变为60 N,可匀速提升100 N的重物
D.该装置某次匀速提起重物的机械效率为90%,则该物体重90 N
D
)A.动滑轮重为5 N
B.拉力F的功率为10 W
C.若拉力F变为60 N,可匀速提升100 N的重物
D.该装置某次匀速提起重物的机械效率为90%,则该物体重90 N
答案
5. D
解析
【分析】首先判断图中为正常使用的动滑轮（绳子自由端拉，轴下挂重物），不计绳重及摩擦，动滑轮的拉力满足公式$F=\frac{G_{物}+G_{轮}}{2}$，先计算动滑轮重力，再结合动滑轮的距离关系、功率公式、机械效率推导逐一分析各选项。
【解析】1. 计算动滑轮重力：由动滑轮拉力公式$F=\frac{G_{A}+G_{轮}}{2}$，代入$F=30\ \mathrm{N}$、$G_{A}=50\ \mathrm{N}$，得$G_{轮}=2F - G_{A}=2×30\ \mathrm{N}-50\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，故A选项（动滑轮重5N）错误。
2. 分析拉力功率：物体上升$h=1\ \mathrm{m}$，时间$t=5\ \mathrm{s}$，物体速度$v_{物}=\frac{h}{t}=\frac{1\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$；动滑轮拉力移动距离$s=2h=2×1\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$，拉力速度$v_{F}=\frac{s}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$；拉力功率$P=Fv_{F}=30\ \mathrm{N}×0.4\ \mathrm{m/s}=12\ \mathrm{W}≠10\ \mathrm{W}$，故B选项错误。
3. 分析选项C：当$F=60\ \mathrm{N}$时，可提升的物重$G_{物}=2F - G_{轮}=2×60\ \mathrm{N}-10\ \mathrm{N}=110\ \mathrm{N}≠100\ \mathrm{N}$，故C选项错误。
4. 分析选项D：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h + G_{轮}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{轮}}$，代入$\eta=90\%$、$G_{轮}=10\ \mathrm{N}$，得$0.9=\frac{G}{G+10}$，解得$G=90\ \mathrm{N}$，故D选项正确。
【答案】D
【知识点】动滑轮特点、机械效率
【点评】本题综合考查动滑轮的受力分析、功率计算及机械效率的应用，需熟练掌握动滑轮的拉力公式、距离关系及机械效率推导，易错点为动滑轮公式的应用混淆。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算动滑轮重力：由动滑轮拉力公式$F=\frac{G_{A}+G_{轮}}{2}$，代入$F=30\ \mathrm{N}$、$G_{A}=50\ \mathrm{N}$，得$G_{轮}=2F - G_{A}=2×30\ \mathrm{N}-50\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，故A选项（动滑轮重5N）错误。
2. 分析拉力功率：物体上升$h=1\ \mathrm{m}$，时间$t=5\ \mathrm{s}$，物体速度$v_{物}=\frac{h}{t}=\frac{1\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$；动滑轮拉力移动距离$s=2h=2×1\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$，拉力速度$v_{F}=\frac{s}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$；拉力功率$P=Fv_{F}=30\ \mathrm{N}×0.4\ \mathrm{m/s}=12\ \mathrm{W}≠10\ \mathrm{W}$，故B选项错误。
3. 分析选项C：当$F=60\ \mathrm{N}$时，可提升的物重$G_{物}=2F - G_{轮}=2×60\ \mathrm{N}-10\ \mathrm{N}=110\ \mathrm{N}≠100\ \mathrm{N}$，故C选项错误。
4. 分析选项D：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h + G_{轮}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{轮}}$，代入$\eta=90\%$、$G_{轮}=10\ \mathrm{N}$，得$0.9=\frac{G}{G+10}$，解得$G=90\ \mathrm{N}$，故D选项正确。
【答案】D
【知识点】动滑轮特点、机械效率
【点评】本题综合考查动滑轮的受力分析、功率计算及机械效率的应用，需熟练掌握动滑轮的拉力公式、距离关系及机械效率推导，易错点为动滑轮公式的应用混淆。
【难度系数】0.5
6.如图所示，分别用(甲)、(乙)两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20 N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图(甲)中车对绳子的拉力为
400
N，图(乙)中人对绳子的拉力为210
N。答案
6. 400 210
解析
【分析】要解决本题，需先判断甲、乙两图中滑轮的类型：图甲的滑轮均为定滑轮，定滑轮不省力；图乙中有一个动滑轮，需确定承担总重的绳子段数，再根据滑轮的拉力规律计算。
【解析】1. 图甲：甲中滑轮都是定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，忽略绳子重力和滑轮摩擦，车对绳子的拉力等于物体重力，即$ F_甲 = G = 400\ \mathrm{N} $。
2. 图乙：乙中承担物重的绳子段数$ n=2 $，总重为物体重力与动滑轮重力之和，即$ G_{\mathrm{总}} = G + G_{\mathrm{动}} = 400\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N} = 420\ \mathrm{N} $，忽略绳重和摩擦，人对绳子的拉力$ F_乙 = \frac{G_{\mathrm{总}}}{n} = \frac{420\ \mathrm{N}}{2} = 210\ \mathrm{N} $。
【答案】400；210
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮组拉力计算
【点评】本题考查滑轮的基本特点和滑轮组拉力的计算，属于力学基础题，关键是正确判断滑轮类型和承担物重的绳子段数，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 图甲：甲中滑轮都是定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，忽略绳子重力和滑轮摩擦，车对绳子的拉力等于物体重力，即$ F_甲 = G = 400\ \mathrm{N} $。
2. 图乙：乙中承担物重的绳子段数$ n=2 $，总重为物体重力与动滑轮重力之和，即$ G_{\mathrm{总}} = G + G_{\mathrm{动}} = 400\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N} = 420\ \mathrm{N} $，忽略绳重和摩擦，人对绳子的拉力$ F_乙 = \frac{G_{\mathrm{总}}}{n} = \frac{420\ \mathrm{N}}{2} = 210\ \mathrm{N} $。
【答案】400；210
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮组拉力计算
【点评】本题考查滑轮的基本特点和滑轮组拉力的计算，属于力学基础题，关键是正确判断滑轮类型和承担物重的绳子段数，难度适中。
【难度系数】0.6
7.(2025济宁嘉祥县期末)某建筑工人用大小为600 N的拉力F,通过定滑轮将重500 N的物体匀速提升2 m,如图所示,则这名建筑工人做的有用功为
1 000
J,这名建筑工人做的总功为1 200
J,此定滑轮的机械效率为83.3%
。答案
7. 1 000 1 200 83.3%
解析
【分析】首先明确有用功是对提升物体做的功，总功是拉力做的功；定滑轮的特点是不省力也不省距离，拉力移动的距离等于物体上升的高度。解题时先根据有用功公式$ W_{有}=Gh $计算有用功，再根据总功公式$ W_{总}=Fs $（$ s=h $）计算总功，最后利用机械效率公式$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $计算机械效率。
【解析】
1. 有用功计算：有用功是提升物体所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据得：$ W_{有}=500\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1000\,\mathrm{J} $；
2. 总功计算：定滑轮不省距离，拉力移动的距离$ s=h=2\,\mathrm{m} $，总功公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据得：$ W_{总}=600\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1200\,\mathrm{J} $；
3. 机械效率计算：机械效率公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据得：$ \eta=\frac{1000\,\mathrm{J}}{1200\,\mathrm{J}} × 100\% \approx 83.3\% $。
【答案】1000 1200 83.3%
【知识点】有用功计算、总功计算、机械效率
【点评】本题考查定滑轮的功与机械效率的基础计算，需掌握有用功、总功的定义及机械效率公式，结合定滑轮的距离特点即可解题，属于基础题型。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 有用功计算：有用功是提升物体所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $，代入数据得：$ W_{有}=500\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1000\,\mathrm{J} $；
2. 总功计算：定滑轮不省距离，拉力移动的距离$ s=h=2\,\mathrm{m} $，总功公式为$ W_{总}=Fs $，代入数据得：$ W_{总}=600\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=1200\,\mathrm{J} $；
3. 机械效率计算：机械效率公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% $，代入数据得：$ \eta=\frac{1000\,\mathrm{J}}{1200\,\mathrm{J}} × 100\% \approx 83.3\% $。
【答案】1000 1200 83.3%
【知识点】有用功计算、总功计算、机械效率
【点评】本题考查定滑轮的功与机械效率的基础计算，需掌握有用功、总功的定义及机械效率公式，结合定滑轮的距离特点即可解题，属于基础题型。
【难度系数】0.7
8.(2026重庆)搭建毕业晚会舞台时，工人用如图所示的装置把重为400 N的物体A匀速竖直提升5 m，此过程中物体A的机械能变
大
；工人对绳子的拉力F为250 N，则该装置的机械效率为80
%。答案
8. 大 80%
解析
【分析】
要解决本题，分两步思考：①判断物体A的机械能变化，需明确机械能是动能与势能的总和，动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定；②计算动滑轮的机械效率，需先确定有用功、总功，再利用机械效率公式计算，关键是确定动滑轮上承担物重的绳子段数，从而得到拉力移动的距离。
【解析】
1. 机械能变化分析：
物体A匀速竖直提升，质量不变，速度不变，因此动能不变；高度增加，重力势能增大。机械能=动能+重力势能，所以物体A的机械能变大。
2. 机械效率计算：
有用功是提升物体做的功：$ W_{有}=Gh=400\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m}=2000\,\mathrm{J} $；
该装置为动滑轮，承担物重的绳子段数$ n=2 $，则拉力移动的距离：$ s=nh=2 × 5\,\mathrm{m}=10\,\mathrm{m} $；
总功是拉力做的功：$ W_{总}=Fs=250\,\mathrm{N} × 10\,\mathrm{m}=2500\,\mathrm{J} $；
机械效率：$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{2000\,\mathrm{J}}{2500\,\mathrm{J}} × 100\%=80\% $。
【答案】
大；80
【知识点】
机械能、机械效率、动滑轮
【点评】
本题结合实际场景考查机械能的判断和动滑轮机械效率的计算，属于基础题型，需掌握机械能的影响因素、动滑轮的特点及机械效率的计算公式，正确确定绳子段数是计算机械效率的关键。
【难度系数】
0.6
要解决本题，分两步思考：①判断物体A的机械能变化，需明确机械能是动能与势能的总和，动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定；②计算动滑轮的机械效率，需先确定有用功、总功，再利用机械效率公式计算，关键是确定动滑轮上承担物重的绳子段数，从而得到拉力移动的距离。
【解析】
1. 机械能变化分析：
物体A匀速竖直提升，质量不变，速度不变，因此动能不变；高度增加，重力势能增大。机械能=动能+重力势能，所以物体A的机械能变大。
2. 机械效率计算：
有用功是提升物体做的功：$ W_{有}=Gh=400\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m}=2000\,\mathrm{J} $；
该装置为动滑轮，承担物重的绳子段数$ n=2 $，则拉力移动的距离：$ s=nh=2 × 5\,\mathrm{m}=10\,\mathrm{m} $；
总功是拉力做的功：$ W_{总}=Fs=250\,\mathrm{N} × 10\,\mathrm{m}=2500\,\mathrm{J} $；
机械效率：$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{2000\,\mathrm{J}}{2500\,\mathrm{J}} × 100\%=80\% $。
【答案】
大；80
【知识点】
机械能、机械效率、动滑轮
【点评】
本题结合实际场景考查机械能的判断和动滑轮机械效率的计算，属于基础题型，需掌握机械能的影响因素、动滑轮的特点及机械效率的计算公式，正确确定绳子段数是计算机械效率的关键。
【难度系数】
0.6
9. 如图所示，工人师傅在5 s时间内，利用斜面将一个重600 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力$F=300\ \mathrm{N}$，拉动的距离$s=5\ \mathrm{m}$，物体提升的高度$h=2\ \mathrm{m}$。下面说法错误的是（
A.拉力做的功大小为1 500 J
B.斜面的机械效率是80%
C.物体受到的摩擦力为60 N
D.拉力的功率为240 W
D
）A.拉力做的功大小为1 500 J
B.斜面的机械效率是80%
C.物体受到的摩擦力为60 N
D.拉力的功率为240 W
答案
9. D
解析
【分析】本题考查斜面相关的功、机械效率、摩擦力及功率的计算，需利用对应公式分别计算各选项的物理量，判断哪个说法错误。解题时要明确：拉力做的是总功，克服物体重力做的是有用功，额外功主要是克服斜面摩擦力做的功，功率为总功与时间的比值。
【解析】
选项A：拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 300\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $，A说法正确。
选项B：有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 600\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{J} $，斜面的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $，B说法正确。
选项C：额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $，额外功是克服摩擦力做的功，即 $ W_{\mathrm{额}} = fs $，因此摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{m}} = 60\ \mathrm{N} $，C说法正确。
选项D：拉力的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{1500\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}} = 300\ \mathrm{W} $，并非240 W，D说法错误。
题目要求选错误的选项，故答案为D。
【答案】D
【知识点】斜面机械效率、功的计算、功率计算
【点评】本题围绕斜面模型考查基础物理量的计算，需准确区分总功、有用功和额外功，熟练运用相关公式，属于常规计算类题目，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A：拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 300\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $，A说法正确。
选项B：有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 600\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{J} $，斜面的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $，B说法正确。
选项C：额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $，额外功是克服摩擦力做的功，即 $ W_{\mathrm{额}} = fs $，因此摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{m}} = 60\ \mathrm{N} $，C说法正确。
选项D：拉力的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{1500\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}} = 300\ \mathrm{W} $，并非240 W，D说法错误。
题目要求选错误的选项，故答案为D。
【答案】D
【知识点】斜面机械效率、功的计算、功率计算
【点评】本题围绕斜面模型考查基础物理量的计算，需准确区分总功、有用功和额外功，熟练运用相关公式，属于常规计算类题目，难度适中。
【难度系数】0.6
