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7. 如图所示，用滑轮组将一个重为5 N的物体匀速提升10 cm。由图可知，绳端受到的拉力F为
（第7题）
2
N，绳端移动的距离s为30
cm，滑轮组的机械效率η为83.3%
。（第7题）答案
7. 2 30 83.3%
解析
【分析】
要解决本题，需分三步进行：1. 读取弹簧测力计的示数，确定绳端拉力F；2. 确定滑轮组承担物重的绳子段数n，利用公式s=nh计算绳端移动的距离；3. 根据机械效率公式η=W有用/W总=(Gh)/(Fs)计算滑轮组的机械效率。
【解析】
1. 读取拉力：弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向2N刻度线，因此绳端受到的拉力F=2N；
2. 计算绳端移动距离：由滑轮组绕线可知，承担物重的绳子段数n=3，物体提升高度h=10cm，故绳端移动的距离s=nh=3×10cm=30cm；
3. 计算机械效率：有用功W有用=Gh=5N×0.1m=0.5J，总功W总=Fs=2N×0.3m=0.6J，机械效率η=(W有用/W总)×100%=(0.5J/0.6J)×100%≈83.3%。
【答案】
2；30；83.3%
【知识点】
滑轮组的机械效率；滑轮组的距离计算；弹簧测力计的读数
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，涵盖弹簧测力计读数、绳端距离与物体提升高度的关系、机械效率的计算，属于力学基础题，掌握相关公式和读数方法即可正确解答。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需分三步进行：1. 读取弹簧测力计的示数，确定绳端拉力F；2. 确定滑轮组承担物重的绳子段数n，利用公式s=nh计算绳端移动的距离；3. 根据机械效率公式η=W有用/W总=(Gh)/(Fs)计算滑轮组的机械效率。
【解析】
1. 读取拉力：弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向2N刻度线，因此绳端受到的拉力F=2N；
2. 计算绳端移动距离：由滑轮组绕线可知，承担物重的绳子段数n=3，物体提升高度h=10cm，故绳端移动的距离s=nh=3×10cm=30cm；
3. 计算机械效率：有用功W有用=Gh=5N×0.1m=0.5J，总功W总=Fs=2N×0.3m=0.6J，机械效率η=(W有用/W总)×100%=(0.5J/0.6J)×100%≈83.3%。
【答案】
2；30；83.3%
【知识点】
滑轮组的机械效率；滑轮组的距离计算；弹簧测力计的读数
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，涵盖弹簧测力计读数、绳端距离与物体提升高度的关系、机械效率的计算，属于力学基础题，掌握相关公式和读数方法即可正确解答。
【难度系数】
0.6
8. 在如图所示的装置中,空吊篮A重30 N,绳子能承受的最大拉力为100 N。当拉力F为20 N时,空吊篮以2 m/s的速度匀速上升,若忽略绳重、摩擦和空气阻力,则动滑轮的重力为
10
N,2 s内克服动滑轮的重力做的额外功为40
J,用此装置提升货物的最大机械效率为80
%。当此装置效率最大时,动滑轮上的挂钩受到向下的拉力为190
N。答案
8. 10 40 80 190
解析
【分析】
要解决该滑轮组问题，需先确定动滑轮上承担总重的绳子段数，再结合受力平衡、功和机械效率的公式逐步推导：
1. 动滑轮重力：利用匀速运动时的受力平衡，总拉力等于动滑轮与吊篮的总重力，结合已知拉力计算；
2. 额外功：先算出2s内吊篮上升的高度，额外功是克服动滑轮重力做的功，代入公式计算；
3. 最大机械效率：根据绳子最大拉力算出能提升的最大货物重力，再用机械效率公式计算；
4. 动滑轮挂钩拉力：效率最大时，挂钩拉力为货物与吊篮的总重力，结合最大拉力推导。
【解析】
1. 动滑轮重力：由图可知，动滑轮上承担总重的绳子段数$n=2$。当拉力$F=20N$时，吊篮匀速上升，忽略绳重、摩擦，对动滑轮和吊篮整体受力分析：$2F = G_A + G_{动}$，代入$G_A=30N$、$F=20N$，得：$G_{动}=2F - G_A=2×20N -30N=10N$；
2. 2s内克服动滑轮重力的额外功：吊篮上升高度$h=vt=2m/s×2s=4m$，额外功$W_{额}=G_{动}h=10N×4m=40J$；
3. 最大机械效率：绳子最大拉力$F_{最大}=100N$，此时总拉力$2F_{最大}=G_{物}+G_{动}+G_A$，解得最大货物重力$G_{物}=2F_{最大}-G_{动}-G_A=2×100N -10N -30N=160N$。机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{(G_{物}+G_{动}+G_A)h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}+G_A}=\frac{160N}{160N+10N+30N}=80\%$；
4. 效率最大时动滑轮挂钩的向下拉力：该拉力等于货物与吊篮的总重力，即$F_{拉}=G_{物}+G_A=160N+30N=190N$（或$2F_{最大}-G_{动}=2×100N -10N=190N$）。
【答案】
10；40；80；190
【知识点】
滑轮组的计算；功的计算；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的受力分析、功和机械效率的计算，核心是明确动滑轮的受力关系，区分有用功、额外功和总功，属于中等难度的力学综合题，需细心推导各物理量的关系。
【难度系数】
0.5
要解决该滑轮组问题，需先确定动滑轮上承担总重的绳子段数，再结合受力平衡、功和机械效率的公式逐步推导：
1. 动滑轮重力：利用匀速运动时的受力平衡，总拉力等于动滑轮与吊篮的总重力，结合已知拉力计算；
2. 额外功：先算出2s内吊篮上升的高度，额外功是克服动滑轮重力做的功，代入公式计算；
3. 最大机械效率：根据绳子最大拉力算出能提升的最大货物重力，再用机械效率公式计算；
4. 动滑轮挂钩拉力：效率最大时，挂钩拉力为货物与吊篮的总重力，结合最大拉力推导。
【解析】
1. 动滑轮重力：由图可知，动滑轮上承担总重的绳子段数$n=2$。当拉力$F=20N$时，吊篮匀速上升，忽略绳重、摩擦，对动滑轮和吊篮整体受力分析：$2F = G_A + G_{动}$，代入$G_A=30N$、$F=20N$，得：$G_{动}=2F - G_A=2×20N -30N=10N$；
2. 2s内克服动滑轮重力的额外功：吊篮上升高度$h=vt=2m/s×2s=4m$，额外功$W_{额}=G_{动}h=10N×4m=40J$；
3. 最大机械效率：绳子最大拉力$F_{最大}=100N$，此时总拉力$2F_{最大}=G_{物}+G_{动}+G_A$，解得最大货物重力$G_{物}=2F_{最大}-G_{动}-G_A=2×100N -10N -30N=160N$。机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{(G_{物}+G_{动}+G_A)h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}+G_A}=\frac{160N}{160N+10N+30N}=80\%$；
4. 效率最大时动滑轮挂钩的向下拉力：该拉力等于货物与吊篮的总重力，即$F_{拉}=G_{物}+G_A=160N+30N=190N$（或$2F_{最大}-G_{动}=2×100N -10N=190N$）。
【答案】
10；40；80；190
【知识点】
滑轮组的计算；功的计算；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的受力分析、功和机械效率的计算，核心是明确动滑轮的受力关系，区分有用功、额外功和总功，属于中等难度的力学综合题，需细心推导各物理量的关系。
【难度系数】
0.5
9. 如图所示,不计绳重与摩擦,且动滑轮重$ G_{动} $小于物重$ G $,用它们分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为$ F_{甲} $、$ F_{乙} $,它们的机械效率分别为$ \eta_{甲} $、$ \eta_{乙} $。由此可以判断,下列关系中正确的是（
A.$ F_{甲}＜F_{乙} $，$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $
B.$ F_{甲}＞F_{乙} $，$ \eta_{甲}=\eta_{乙} $
C.$ F_{甲}＜F_{乙} $，$ \eta_{甲}＜\eta_{乙} $
D.$ F_{甲}＞F_{乙} $，$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $
D
）A.$ F_{甲}＜F_{乙} $，$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $
B.$ F_{甲}＞F_{乙} $，$ \eta_{甲}=\eta_{乙} $
C.$ F_{甲}＜F_{乙} $，$ \eta_{甲}＜\eta_{乙} $
D.$ F_{甲}＞F_{乙} $，$ \eta_{甲}＞\eta_{乙} $
答案
9. D
解析
【分析】
要解决本题，需分别分析定滑轮、动滑轮的拉力大小，以及两者的机械效率。首先明确：定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮可省力，但需克服动滑轮重力做额外功。先根据滑轮类型推导拉力关系，再结合有用功、额外功的差异分析机械效率，最终判断选项。
【解析】
1. 拉力大小分析：
甲是定滑轮，不计绳重与摩擦，定滑轮不省力，因此拉力 $ F_{甲} = G $（$ G $ 为物体重力）。
乙是动滑轮，不计绳重与摩擦，动滑轮的拉力公式为 $ F_{乙} = \frac{G + G_{动}}{2} $，已知动滑轮重 $ G_{动} ＜ G $，则 $ F_{乙} = \frac{G + G_{动}}{2} ＜ \frac{G + G}{2} = G $，因此 $ F_{甲} ＞ F_{乙} $。
2. 机械效率分析：
有用功：两物体质量相同，提升高度相同，故有用功 $ W_{有} = Gh $，两者的有用功相等。
额外功：甲是定滑轮，不计绳重与摩擦，额外功 $ W_{额甲}=0 $；乙是动滑轮，需克服动滑轮重力做额外功，$ W_{额乙}=G_{动}h＞0 $，因此总功 $ W_{总甲}=W_{有} $，$ W_{总乙}=W_{有}+W_{额乙} $，即 $ W_{总甲} ＜ W_{总乙} $。
机械效率 $ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} $，因此 $ \eta_{甲} = \frac{W_{有}}{W_{总甲}} =1 $，$ \eta_{乙}= \frac{W_{有}}{W_{总乙}} ＜1 $，故 $ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $。
综上，$ F_{甲} ＞ F_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率
【点评】
本题结合定滑轮、动滑轮的特点考查拉力与机械效率的判断，核心是区分两种滑轮的省力特性，以及机械效率中有用功、额外功的来源，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分别分析定滑轮、动滑轮的拉力大小，以及两者的机械效率。首先明确：定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮可省力，但需克服动滑轮重力做额外功。先根据滑轮类型推导拉力关系，再结合有用功、额外功的差异分析机械效率，最终判断选项。
【解析】
1. 拉力大小分析：
甲是定滑轮，不计绳重与摩擦，定滑轮不省力，因此拉力 $ F_{甲} = G $（$ G $ 为物体重力）。
乙是动滑轮，不计绳重与摩擦，动滑轮的拉力公式为 $ F_{乙} = \frac{G + G_{动}}{2} $，已知动滑轮重 $ G_{动} ＜ G $，则 $ F_{乙} = \frac{G + G_{动}}{2} ＜ \frac{G + G}{2} = G $，因此 $ F_{甲} ＞ F_{乙} $。
2. 机械效率分析：
有用功：两物体质量相同，提升高度相同，故有用功 $ W_{有} = Gh $，两者的有用功相等。
额外功：甲是定滑轮，不计绳重与摩擦，额外功 $ W_{额甲}=0 $；乙是动滑轮，需克服动滑轮重力做额外功，$ W_{额乙}=G_{动}h＞0 $，因此总功 $ W_{总甲}=W_{有} $，$ W_{总乙}=W_{有}+W_{额乙} $，即 $ W_{总甲} ＜ W_{总乙} $。
机械效率 $ \eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} $，因此 $ \eta_{甲} = \frac{W_{有}}{W_{总甲}} =1 $，$ \eta_{乙}= \frac{W_{有}}{W_{总乙}} ＜1 $，故 $ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $。
综上，$ F_{甲} ＞ F_{乙} $，$ \eta_{甲} ＞ \eta_{乙} $，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率
【点评】
本题结合定滑轮、动滑轮的特点考查拉力与机械效率的判断，核心是区分两种滑轮的省力特性，以及机械效率中有用功、额外功的来源，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
10. 下列关于机械效率的说法中正确的是 （
A.机械效率可以提高到100%
B.机械效率总小于100%
C.功率越大的机械，机械效率越高
D.机械效率越高，有用功就越多
B
）A.机械效率可以提高到100%
B.机械效率总小于100%
C.功率越大的机械，机械效率越高
D.机械效率越高，有用功就越多
答案
10. B
解析
【分析】
要解决这道题，需明确机械效率的定义、特点，以及机械效率与功率的区别：机械效率η=W有用/W总，使用任何机械都不可避免做额外功，因此总功一定大于有用功；功率是表示做功快慢的物理量，与机械效率是不同的物理量；机械效率是比值，不是有用功的绝对量。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A：使用机械时，额外功不可避免（如克服机械自重、摩擦做功），总功W总=W有用+W额外，因此W总＞W有用，机械效率η=W有用/W总＜1，不可能达到100%，A错误。
选项B：由上述分析，机械效率总小于1，即小于100%，B正确。
选项C：功率是单位时间内做功的多少，反映做功快慢；机械效率是有用功与总功的比值，反映机械性能，两者无直接关系，功率大的机械效率不一定高，C错误。
选项D：机械效率高仅说明有用功在总功中占比大，若总功很小，有用功也可能少，并非有用功越多，D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械效率、功率
【点评】
本题考查机械效率的基本概念，需区分机械效率与功率的物理意义，理解机械效率总小于1的原因，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确机械效率的定义、特点，以及机械效率与功率的区别：机械效率η=W有用/W总，使用任何机械都不可避免做额外功，因此总功一定大于有用功；功率是表示做功快慢的物理量，与机械效率是不同的物理量；机械效率是比值，不是有用功的绝对量。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A：使用机械时，额外功不可避免（如克服机械自重、摩擦做功），总功W总=W有用+W额外，因此W总＞W有用，机械效率η=W有用/W总＜1，不可能达到100%，A错误。
选项B：由上述分析，机械效率总小于1，即小于100%，B正确。
选项C：功率是单位时间内做功的多少，反映做功快慢；机械效率是有用功与总功的比值，反映机械性能，两者无直接关系，功率大的机械效率不一定高，C错误。
选项D：机械效率高仅说明有用功在总功中占比大，若总功很小，有用功也可能少，并非有用功越多，D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械效率、功率
【点评】
本题考查机械效率的基本概念，需区分机械效率与功率的物理意义，理解机械效率总小于1的原因，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】
0.7
11. 甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明 （
A.甲做功比乙做功快
B.甲做的有用功比乙做的有用功多
C.甲做的额外功比乙做的额外功少
D.甲做的有用功与总功的比值比乙大
D
）A.甲做功比乙做功快
B.甲做的有用功比乙做的有用功多
C.甲做的额外功比乙做的额外功少
D.甲做的有用功与总功的比值比乙大
答案
11. D
解析
【分析】首先明确机械效率的定义是有用功与总功的比值，需区分机械效率与功率（表示做功快慢）、机械效率与有用功/额外功绝对量的关系：机械效率仅反映有用功占总功的比例，不代表做功快慢，也不直接对应有用功或额外功的绝对量多少。再逐一分析选项：A选项涉及功率，与机械效率无关；B选项混淆了有用功的比例和绝对量；C选项混淆了额外功的比例和绝对量；D选项符合机械效率的定义。
【解析】机械效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，是有用功与总功的比值，与做功快慢（功率）、有用功/额外功的绝对量无关。
选项A：做功快慢由功率表示，功率和机械效率是不同物理量，甲机械效率大不代表甲做功快，A错误；
选项B：甲的机械效率大，若甲总功远小于乙，甲做的有用功可能比乙少，B错误；
选项C：甲的机械效率大仅说明额外功占总功的比例小，不代表额外功绝对量少，C错误；
选项D：机械效率的本质就是有用功与总功的比值，甲效率大则该比值更大，D正确。
【答案】D
【知识点】机械效率的概念
【点评】本题考查机械效率的基础概念，需明确机械效率的物理意义，避免与功率、功的绝对量混淆，属于基础题。
【难度系数】0.7
【解析】机械效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，是有用功与总功的比值，与做功快慢（功率）、有用功/额外功的绝对量无关。
选项A：做功快慢由功率表示，功率和机械效率是不同物理量，甲机械效率大不代表甲做功快，A错误；
选项B：甲的机械效率大，若甲总功远小于乙，甲做的有用功可能比乙少，B错误；
选项C：甲的机械效率大仅说明额外功占总功的比例小，不代表额外功绝对量少，C错误；
选项D：机械效率的本质就是有用功与总功的比值，甲效率大则该比值更大，D正确。
【答案】D
【知识点】机械效率的概念
【点评】本题考查机械效率的基础概念，需明确机械效率的物理意义，避免与功率、功的绝对量混淆，属于基础题。
【难度系数】0.7
12. 用如图所示的装置研究滑轮组的机械效率,下列说法中不正确的是 （
A.通常需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计
B.测量机械效率的原理为 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$
C.机械效率与动滑轮所受重力的大小有关
D.提高机械效率可以通过减小钩码所受的重力来实现
D
）A.通常需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计
B.测量机械效率的原理为 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$
C.机械效率与动滑轮所受重力的大小有关
D.提高机械效率可以通过减小钩码所受的重力来实现
答案
12. D
解析
【分析】
本题考查滑轮组机械效率的相关知识，需逐一分析各选项的正确性，找出表述错误的选项。解题思路是结合滑轮组实验操作要求、机械效率的定义及影响因素，判断每个选项的说法是否正确。
【解析】
选项A：实验中竖直向上匀速拉动弹簧测力计，能保证弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，该说法正确。
选项B：机械效率的定义就是有用功与总功的比值，测量机械效率的原理为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，该说法正确。
选项C：动滑轮重力会影响额外功的多少，动滑轮越重，额外功越多，机械效率越低，因此机械效率与动滑轮所受重力有关，该说法正确。
选项D：减小钩码所受重力，有用功会减少，而动滑轮重力、绳重和摩擦带来的额外功基本不变，有用功在总功中的占比会降低，机械效率会减小，无法提高机械效率，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率的影响因素
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的基础知识点展开，考查实验操作要求、机械效率的定义及影响因素，属于对基础概念的应用考查，难度不大。
【难度系数】
0.6
本题考查滑轮组机械效率的相关知识，需逐一分析各选项的正确性，找出表述错误的选项。解题思路是结合滑轮组实验操作要求、机械效率的定义及影响因素，判断每个选项的说法是否正确。
【解析】
选项A：实验中竖直向上匀速拉动弹簧测力计，能保证弹簧测力计示数稳定，准确测量拉力大小，该说法正确。
选项B：机械效率的定义就是有用功与总功的比值，测量机械效率的原理为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$，该说法正确。
选项C：动滑轮重力会影响额外功的多少，动滑轮越重，额外功越多，机械效率越低，因此机械效率与动滑轮所受重力有关，该说法正确。
选项D：减小钩码所受重力，有用功会减少，而动滑轮重力、绳重和摩擦带来的额外功基本不变，有用功在总功中的占比会降低，机械效率会减小，无法提高机械效率，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、机械效率的影响因素
【点评】
本题围绕滑轮组机械效率的基础知识点展开，考查实验操作要求、机械效率的定义及影响因素，属于对基础概念的应用考查，难度不大。
【难度系数】
0.6
