6. 如图所示的滑轮组中，动滑轮重1 N，小明用6 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10 N的物体，物体沿竖直方向上升0.4 m。此过程中，额外功和机械效率分别是（）

A.0.4 J 83.3%
B.0.8 J 91.7%
C.0.8 J 83.3%
D.0.4 J 91.7%
（第6题）

6. C

【分析】
要解答本题，需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数n，再依次计算有用功、总功，进而求出额外功和机械效率。具体思路：①根据滑轮组的绕线确定n；②利用W有=Gh计算有用功；③根据s=nh计算绳子自由端移动的距离；④利用W总=Fs计算总功；⑤额外功为总功与有用功的差值；⑥机械效率为有用功与总功的比值。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数：由图可知，动滑轮上有2段绳子，即n=2。
2. 计算有用功：W有 = G物h = 10N × 0.4m = 4J。
3. 计算绳子自由端移动的距离：s = nh = 2 × 0.4m = 0.8m。
4. 计算总功：W总 = Fs = 6N × 0.8m = 4.8J。
5. 计算额外功：W额 = W总 - W有 = 4.8J - 4J = 0.8J。
6. 计算机械效率：η = (W有 / W总) × 100% = (4J / 4.8J) × 100% ≈ 83.3%。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算
【点评】
本题是滑轮组相关的基础计算题，核心是掌握有用功、总功、额外功及机械效率的计算方法，关键在于正确判断承担物重的绳子段数，区分各功的计算对象，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6

7. 如图所示是小明用来探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验，不计绳重和摩擦。
（1）请在图甲中画出最省力的绕绳方法。
（2）实验时，应沿竖直方向拉动弹簧测力计。
（3）若只增加物重，此滑轮组的机械效率将。
（4）他多次改变物重，并根据实验数据制成如图乙所示的图像，由图像可知，当物重为4 N时，此滑轮组的机械效率为。

7. (1) 如图所示 (2) 匀速 (3) 变大 (4) 80%

【分析】
本题围绕滑轮组的相关知识展开，解题思路如下：
1. 画最省力绕绳：滑轮组的省力由承担物重的绳子段数n决定，n越大越省力，因此从动滑轮开始绕绳，可使n最大，达到最省力效果。
2. 弹簧测力计拉动方式：实验中需沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时滑轮组处于平衡状态，拉力大小等于弹簧测力计示数，保证测量准确。
3. 机械效率与物重的关系：不计绳重和摩擦时，额外功来自动滑轮重力，物重增加时，有用功增大，额外功不变，机械效率变大。
4. 计算物重4N时的机械效率：先利用图乙中G=3N时η=75%，结合机械效率公式η=G/(G+G动)求出动滑轮重力，再代入G=4N计算对应机械效率。
【解析】
（1）最省力绕绳：从动滑轮挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，此时承担物重的绳子段数n=3，最省力，绕绳图如下：
（2）实验时，为使拉力等于弹簧测力计示数，需沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，故填“匀速”。
（3）不计绳重和摩擦，滑轮组机械效率η=G/(G+G动)，物重G增大时，η变大，故填“变大”。
（4）当G₁=3N时，η₁=75%，代入公式：75%=3N/(3N+G动)，解得G动=1N；当G₂=4N时，η₂=4N/(4N+1N)=80%，故填“80%”。
【答案】
7. (1) (2) 匀速 (3) 变大 (4) 80%
【知识点】
滑轮组机械效率、滑轮组绕线、影响机械效率的因素
【点评】
本题综合考查滑轮组的绕绳方法、实验操作要求、机械效率的影响因素及计算，需掌握机械效率推导公式，结合图像分析数据，难度适中。
【难度系数】
0.6

8. 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升(支点和杠杆的摩擦不计)。
(1) 重为5 N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4 N，钩码上升0.3 m时，动力作用点C上升0.5 m，此时有用功为J，总功为J，机械效率$\eta_1$为。
(2) 小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5 m。则人的拉力F与第一次相比，(选填“变大”“变小”或“不变”)；有用功$W_{有用}$与第一次相比，(选填“变大”“变小”或“不变”)；额外功$W_{额外}$与第一次相比，(选填“变大”“变小”或“不变”)；此时的机械效率$\eta_2$(选填“大于”“等于”或“小于”)$\eta_1$。

8. (1) 1.5 2 75% (2)变小 变小 不变 小于

【分析】
要解决这道题，需明确杠杆机械效率的核心概念：有用功是克服钩码重力做的功，总功是拉力做的功，额外功主要是克服杠杆自重做的功。
(1) 计算时直接套用有用功、总功、机械效率的公式，代入对应数值即可。
(2) 分析拉力变化需用杠杆平衡条件；有用功由钩码重力和上升高度决定；额外功由杠杆自重和其上升高度决定；机械效率是有用功与总功的比值，结合各功的变化分析比值变化。
【解析】
(1) 有用功是提升钩码做的功，公式为$W_{有}=Gh$，代入数据得：$W_{有}=5N×0.3m=1.5J$；
总功是拉力做的功，公式为$W_{总}=Fs$，代入数据得：$W_{总}=4N×0.5m=2J$；
机械效率$\eta_1=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1.5J}{2J}×100\%=75\%$。
(2) ① 拉力变化：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，钩码移到B点时，阻力（钩码重力）不变，动力臂（OC长度）不变，阻力臂变小，因此拉力F变小；
② 有用功变化：钩码移到B点后，上升高度变小，由$W_{有}=Gh$可知，G不变、h变小，故有用功变小；
③ 额外功变化：额外功是克服杠杆自重做的功，动力作用点C上升0.5m，杠杆重心上升高度不变，因此额外功不变；
④ 机械效率变化：总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，W有变小、W额不变，总功变小；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，有用功占总功的比例降低，故$\eta_2$小于$\eta_1$。
【答案】
(1) 1.5；2；75% (2)变小；变小；不变；小于
【知识点】
杠杆的机械效率；功的计算；有用功与额外功
【点评】
本题是杠杆机械效率的典型基础题，需准确区分有用功、总功、额外功，熟练运用杠杆平衡条件和机械效率公式，理解各物理量的变化逻辑，适合巩固力学综合应用能力。
【难度系数】
0.6

9. 小明用如图所示装置，沿斜面拉动物体时，使物体做匀速直线运动来探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。
| 实验序号 | 物体种类 | 物重$G/\mathrm{N}$ | 斜面高$h/\mathrm{cm}$ | 沿斜面的拉力$F/\mathrm{N}$ | 斜面长$s/\mathrm{cm}$ | 机械效率$\eta/\%$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 小车 | 9 | 10 | 1 | 100 | 90 |
| 2 | 木块 | 9 | 10 | | 100 | |
(1) 根据图中弹簧测力计示数为 $\mathrm{N}$，可知第2次实验的机械效率为 $\%$。
(2) 比较表中“物重”和“”两栏对应的数据，可知斜面是一种 （选填“省力”或“费力”）的简单机械。
(3) 由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，越大，机械效率越小；第2次实验中，木块所受摩擦力为 $\mathrm{N}$。
（第9题）

9. (1) 1.2 75 (2) 沿斜面的拉力 省力 (3) 摩擦力 0.3

【分析】
本题围绕斜面机械效率的探究实验展开，需结合机械效率公式、斜面省力判断方法、额外功与摩擦力的关系逐步分析：
1. 第(1)问：先读取弹簧测力计示数，再利用机械效率公式η=W有用/W总×100%（W有用=Gh，W总=Fs）计算第2次实验的机械效率；
2. 第(2)问：通过比较物重G和沿斜面拉力F的大小，判断斜面是否省力；
3. 第(3)问：对比两次实验的物体种类（摩擦力不同）和机械效率，得出摩擦力对机械效率的影响；再根据额外功W额=W总-W有用，结合W额=fs计算木块所受摩擦力。
【解析】
(1) 弹簧测力计示数为1.2N；计算机械效率：W有用=Gh=9N×0.1m=0.9J，W总=Fs=1.2N×1m=1.2J，η=0.9J/1.2J×100%=75%；
(2) 比较物重G和沿斜面的拉力F，因F=1.2N＜G=9N，可知斜面是省力的简单机械；
(3) 实验1小车（摩擦力小）效率90%，实验2木块（摩擦力大）效率75%，故斜面倾斜程度相同时，摩擦力越大，机械效率越小；额外功W额=Fs-Gh=1.2N×1m -9N×0.1m=0.3J，摩擦力f=W额/s=0.3J/1m=0.3N。
【答案】
9. (1)1.2 75 (2)沿斜面的拉力 省力 (3)摩擦力 0.3
【知识点】
斜面机械效率、功的计算、简单机械
【点评】
本题考查斜面机械效率的实验探究，涵盖机械效率计算、斜面省力判断、摩擦力对机械效率的影响及额外功的计算，需学生熟练运用相关公式并结合实验数据分析，是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5