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6. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用力$F_{A}$、$F_{B}$匀速提升重为$G_{A}$、$G_{B}$的A、B两个物体,两物体上升高度相同,不计绳重和摩擦.下列说法一定正确的是 （
A.若$G_{A}=G_{B}$,则$\eta_{甲}＜\eta_{乙}$
B.若$F_{A}＞F_{B}$,则$G_{A}＜G_{B}$
C.若$F_{A}＜F_{B}$,则$\eta_{甲}＜\eta_{乙}$
D.若$F_{A}=F_{B}$,则$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
D
）A.若$G_{A}=G_{B}$,则$\eta_{甲}＜\eta_{乙}$
B.若$F_{A}＞F_{B}$,则$G_{A}＜G_{B}$
C.若$F_{A}＜F_{B}$,则$\eta_{甲}＜\eta_{乙}$
D.若$F_{A}=F_{B}$,则$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
答案
6. D 解析:由图可知,两装置中动滑轮上绳子的段数分别为$n_甲=3$、$n_乙=2$,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}×100\%=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}×100\%$,由题意知动滑轮的重力相等,若$G_A=G_B$,则$\eta_甲=\eta_乙$,故A错误;不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$,则提升的物体的重力$G_{物}=nF-G_{动}$,所以A的重力$G_A=3F_A-G_{动}$,B的重力$G_B=2F_B-G_{动}$,若$F_A＞F_B$,则$G_A＞G_B$,故B错误;不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{G_{物}h}{Fnh}×100\%=\frac{G_{物}}{nF}×100\%$,$G_{物}=nF-G_{动}$, 则 $\eta=\frac{nF-G_{动}}{nF}×100\%=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$,$n_甲=3$、$n_乙=2$,若$F_A＜F_B$,则$\eta_甲$和$\eta_乙$的大小关系无法确定,若$F_A=F_B$,则$\eta_甲＞\eta_乙$,故C错误、D正确.
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}×100\%=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}×100\%$,由题意知动滑轮的重力相等,若$G_A=G_B$,则$\eta_甲=\eta_乙$,故A错误;不计绳重和摩擦,拉力$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$,则提升的物体的重力$G_{物}=nF-G_{动}$,所以A的重力$G_A=3F_A-G_{动}$,B的重力$G_B=2F_B-G_{动}$,若$F_A＞F_B$,则$G_A＞G_B$,故B错误;不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{G_{物}h}{Fnh}×100\%=\frac{G_{物}}{nF}×100\%$,$G_{物}=nF-G_{动}$, 则 $\eta=\frac{nF-G_{动}}{nF}×100\%=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$,$n_甲=3$、$n_乙=2$,若$F_A＜F_B$,则$\eta_甲$和$\eta_乙$的大小关系无法确定,若$F_A=F_B$,则$\eta_甲＞\eta_乙$,故C错误、D正确.
解析
【分析】
首先观察两个滑轮组，确定甲装置承担物重的绳子段数$n_甲=3$，乙装置承担物重的绳子段数$n_乙=2$，题目说明滑轮完全相同，因此两个装置的动滑轮重力$G_{动}$相等，且不计绳重和摩擦。接下来先推导不计绳重摩擦时滑轮组的拉力公式$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，以及机械效率的推导公式，再逐个代入每个选项给出的条件，验证结论是否成立，即可选出正确答案。
【解析】
解：由图可知，甲滑轮组承担物重的绳子段数$n_甲=3$，乙滑轮组承担物重的绳子段数$n_乙=2$，两个装置的滑轮完全相同，因此动滑轮重力$G_{动}$相等，不计绳重和摩擦：
1. 分析选项A：
不计绳重摩擦时，滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，若$G_A=G_B$，代入公式可知$\eta_甲=\eta_乙$，A错误。
2. 分析选项B：
由拉力公式$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，变形可得物重$G_{物}=nF-G_{动}$，因此$G_A=3F_A-G_{动}$，$G_B=2F_B-G_{动}$。若$F_A＞F_B$，则$3F_A＞2F_B$，可得$G_A=3F_A-G_{动}＞2F_B-G_{动}=G_B$，即$G_A＞G_B$，B错误。
3. 分析选项C：
将$G_{物}=nF-G_{动}$代入机械效率公式，可得$\eta=\frac{G_{物}}{nF}×100\%=\frac{nF-G_{动}}{nF}×100\%=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$。若$F_A＜F_B$，代入$n_甲=3$、$n_乙=2$，无法直接确定$\eta_甲$和$\eta_乙$的大小关系，C错误。
4. 分析选项D：
若$F_A=F_B$，代入$\eta=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$，可得$\frac{G_{动}}{3F_A}＜\frac{G_{动}}{2F_B}$，因此$1-\frac{G_{动}}{3F_A}＞1-\frac{G_{动}}{2F_B}$，即$\eta_甲＞\eta_乙$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组机械效率
【点评】
本题重点考察不计绳重和摩擦条件下滑轮组的拉力、机械效率的推导计算，易错点是学生容易直接根据绳子段数多少判断机械效率高低，忽略动滑轮重力相同的前提，需要通过变形公式结合给定条件推导，不能凭直觉判断结论。
【难度系数】
0.4
首先观察两个滑轮组，确定甲装置承担物重的绳子段数$n_甲=3$，乙装置承担物重的绳子段数$n_乙=2$，题目说明滑轮完全相同，因此两个装置的动滑轮重力$G_{动}$相等，且不计绳重和摩擦。接下来先推导不计绳重摩擦时滑轮组的拉力公式$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，以及机械效率的推导公式，再逐个代入每个选项给出的条件，验证结论是否成立，即可选出正确答案。
【解析】
解：由图可知，甲滑轮组承担物重的绳子段数$n_甲=3$，乙滑轮组承担物重的绳子段数$n_乙=2$，两个装置的滑轮完全相同，因此动滑轮重力$G_{动}$相等，不计绳重和摩擦：
1. 分析选项A：
不计绳重摩擦时，滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$，若$G_A=G_B$，代入公式可知$\eta_甲=\eta_乙$，A错误。
2. 分析选项B：
由拉力公式$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，变形可得物重$G_{物}=nF-G_{动}$，因此$G_A=3F_A-G_{动}$，$G_B=2F_B-G_{动}$。若$F_A＞F_B$，则$3F_A＞2F_B$，可得$G_A=3F_A-G_{动}＞2F_B-G_{动}=G_B$，即$G_A＞G_B$，B错误。
3. 分析选项C：
将$G_{物}=nF-G_{动}$代入机械效率公式，可得$\eta=\frac{G_{物}}{nF}×100\%=\frac{nF-G_{动}}{nF}×100\%=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$。若$F_A＜F_B$，代入$n_甲=3$、$n_乙=2$，无法直接确定$\eta_甲$和$\eta_乙$的大小关系，C错误。
4. 分析选项D：
若$F_A=F_B$，代入$\eta=(1-\frac{G_{动}}{nF})×100\%$，可得$\frac{G_{动}}{3F_A}＜\frac{G_{动}}{2F_B}$，因此$1-\frac{G_{动}}{3F_A}＞1-\frac{G_{动}}{2F_B}$，即$\eta_甲＞\eta_乙$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组机械效率
【点评】
本题重点考察不计绳重和摩擦条件下滑轮组的拉力、机械效率的推导计算，易错点是学生容易直接根据绳子段数多少判断机械效率高低，忽略动滑轮重力相同的前提，需要通过变形公式结合给定条件推导，不能凭直觉判断结论。
【难度系数】
0.4
7. 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为$m$,$O$为支点.他将2只钩码悬挂在
$A$点,在$B$点竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,拉力为$F_{1}$,测得$A$、$B$两点上升的高度分别为$h_{1}$、$h_{2}$,此次杠杆的机械效率$\eta =$
$A$点,在$B$点竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,拉力为$F_{1}$,测得$A$、$B$两点上升的高度分别为$h_{1}$、$h_{2}$,此次杠杆的机械效率$\eta =$
$\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%$
(用物理量的符号表示);把弹簧测力计移到$C$点,在$C$点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使$A$点上升高度仍为$h_{1}$,则此弹簧测力计的示数将小于
(选填“大于”“等于”或“小于”,下同)$F_{1}$,此次弹簧测力计做的功将等于
第一次做的功,此次的机械效率等于
第一次的机械效率(忽略支点$O$与铁架台间的摩擦).答案
7. $\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%$ 小于 等于 等于 解析:此次杠杆的有用功$W_{有用}=Gh_1=2mgh_1$,总功$W_总=F_1h_2$,则机械效率的表达式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%$.钩码的悬挂点在$B$点时,由杠杆的平衡条件得:$F_1× OB=2mg× OA+G_{杆}L_{杆}$,悬挂点移至$C$点时,阻力和阻力臂大小都不变,因动力臂变大,所以弹簧测力计的示数变小,即此弹簧测力计的示数将小于$F_1$.把弹簧测力计移到$C$点,在$C$点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使$A$点上升高度仍为$h_1$,根据$W_{有用}=Gh_1=2mgh_1$,做的有用功不变,因忽略支点$O$与铁架台间的摩擦,故克服杠杆自身的重力做的功为额外功,$A$点上升高度不变,由数学知识可知,杠杆重心上升的高度不变,则额外功不变,总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将等于第一次做的功.前后两次有用功和总功都不变,机械效率不变.
解析
【分析】
首先我们按照机械效率的定义，先明确杠杆的有用功是提升钩码所做的功，总功是弹簧测力计拉力做的功，代入机械效率公式即可推导出第一空的表达式。接下来分析弹簧测力计示数变化：将测力计从B点移到C点，阻力（钩码总重力）、阻力臂均不变，动力臂变大，结合杠杆平衡条件就能判断动力的大小变化。之后分析总功：A点上升高度不变，所以提升钩码的有用功不变，忽略支点摩擦时额外功仅来自克服杠杆自重做功，A点上升高度不变时杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功不变，总功等于有用功加额外功，由此可判断总功的大小关系。最后机械效率等于有用功和总功的比值，两次有用功、总功均不变，因此机械效率相等。
【解析】
1. 推导机械效率表达式：
提升2只钩码做的有用功：$W_{有用}=Gh_1=2mgh_1$
弹簧测力计拉力做的总功：$W_{总}=F_1h_2$
因此杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%$
2. 判断弹簧测力计示数：
根据杠杆平衡条件，阻力为2只钩码的总重力2mg，阻力臂OA保持不变，杠杆自身重力的力和对应的力臂也不变，将弹簧测力计从B点移到C点后，动力臂变大，因此动力变小，即弹簧测力计的示数小于$F_1$。
3. 判断总功大小：
A点上升高度仍为$h_1$，因此有用功$W_{有用}=2mgh_1$不变；忽略支点摩擦，额外功仅为克服杠杆自身重力做的功，A点上升高度不变时，由几何关系可知杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功不变。总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，因此此次弹簧测力计做的总功等于第一次做的功。
4. 判断机械效率大小：
两次实验的有用功相等，总功也相等，由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$可知，此次的机械效率等于第一次的机械效率。
【答案】
$\boldsymbol{\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%}$；小于；等于；等于
【知识点】
杠杆机械效率；杠杆平衡条件；功的计算
【点评】
本题的易错点是容易错误认为动力变小总功就随之变小，忽略了本实验中A点上升高度固定时，克服杠杆自重的额外功和提升钩码的有用功均保持不变，总功和机械效率也不会发生变化，需要学生跳出“拉力越小总功越小”的思维误区，从有用功、额外功的本质出发分析总功和机械效率的变化。
【难度系数】
0.6
首先我们按照机械效率的定义，先明确杠杆的有用功是提升钩码所做的功，总功是弹簧测力计拉力做的功，代入机械效率公式即可推导出第一空的表达式。接下来分析弹簧测力计示数变化：将测力计从B点移到C点，阻力（钩码总重力）、阻力臂均不变，动力臂变大，结合杠杆平衡条件就能判断动力的大小变化。之后分析总功：A点上升高度不变，所以提升钩码的有用功不变，忽略支点摩擦时额外功仅来自克服杠杆自重做功，A点上升高度不变时杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功不变，总功等于有用功加额外功，由此可判断总功的大小关系。最后机械效率等于有用功和总功的比值，两次有用功、总功均不变，因此机械效率相等。
【解析】
1. 推导机械效率表达式：
提升2只钩码做的有用功：$W_{有用}=Gh_1=2mgh_1$
弹簧测力计拉力做的总功：$W_{总}=F_1h_2$
因此杠杆的机械效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%$
2. 判断弹簧测力计示数：
根据杠杆平衡条件，阻力为2只钩码的总重力2mg，阻力臂OA保持不变，杠杆自身重力的力和对应的力臂也不变，将弹簧测力计从B点移到C点后，动力臂变大，因此动力变小，即弹簧测力计的示数小于$F_1$。
3. 判断总功大小：
A点上升高度仍为$h_1$，因此有用功$W_{有用}=2mgh_1$不变；忽略支点摩擦，额外功仅为克服杠杆自身重力做的功，A点上升高度不变时，由几何关系可知杠杆重心上升的高度也不变，因此额外功不变。总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，因此此次弹簧测力计做的总功等于第一次做的功。
4. 判断机械效率大小：
两次实验的有用功相等，总功也相等，由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$可知，此次的机械效率等于第一次的机械效率。
【答案】
$\boldsymbol{\frac{2mgh_1}{F_1h_2}×100\%}$；小于；等于；等于
【知识点】
杠杆机械效率；杠杆平衡条件；功的计算
【点评】
本题的易错点是容易错误认为动力变小总功就随之变小，忽略了本实验中A点上升高度固定时，克服杠杆自重的额外功和提升钩码的有用功均保持不变，总功和机械效率也不会发生变化，需要学生跳出“拉力越小总功越小”的思维误区，从有用功、额外功的本质出发分析总功和机械效率的变化。
【难度系数】
0.6
8. 新素养 科学探究 某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图甲是该通道斜面示意图.为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究.她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点.
(1) 使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图甲为
(2) 选用车轮是与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
① 正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0 N;
② 将弹簧测力计与斜面平行放置并
③ 计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为
(3) 在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功$W_1$;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功$W_2$.以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出$W_1$和$W_2$与小车总重G的关系图像,分别如图乙中的线段a和b.
① 由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重
② 若这位母亲的质量为56 kg,所坐的轮椅质量为20 kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为
(1) 使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图甲为
9.00
cm.(2) 选用车轮是与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
① 正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0 N;
② 将弹簧测力计与斜面平行放置并
校零
,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图甲所示,弹簧测力计示数为0.3
N;③ 计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为
0.3
J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为60%
.(3) 在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功$W_1$;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功$W_2$.以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出$W_1$和$W_2$与小车总重G的关系图像,分别如图乙中的线段a和b.
① 由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重
无关
(选填“有关”或“无关”).② 若这位母亲的质量为56 kg,所坐的轮椅质量为20 kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为
114
N.(g取10 N/kg)答案
8. (1) 9.00 (2) ② 校零 0.3 ③ 0.3 60% (3) ① 无关 ② 114 解析:(1) 由图甲知此刻度尺的分度值为1 mm,使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,B点所处高度为9.00 cm.(2) ② 弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零;由图甲可知,弹簧测力计的分度值是0.02 N,弹簧测力计的示数为0.3 N;③ 将小车从A点拉到B点的过程中,拉力做的功$W_总=Fs=0.3\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}=0.3\ \mathrm{J}$;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功$W_{有用}=Gh=2.0\ \mathrm{N}×9.00×10^{-2}\ \mathrm{m}=0.18\ \mathrm{J}$;机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{0.18\ \mathrm{J}}{0.3\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$.(3) ① 由图乙知当小车的总重G增大到5 N时,沿斜面拉小车从A点到B点所做的功$W_1=0.75\ \mathrm{J}$,竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功$W_2=0.45\ \mathrm{J}$,利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率$\eta'=\frac{W_2}{W_1}×100\%=\frac{0.45\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$,$\eta'=\eta$,所以由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关.② 这位母亲和所坐的轮椅总重力为$G_总=m_总g=(56\ \mathrm{kg}+20\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=760\ \mathrm{N}$,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功$W'_{有用}=G_总h=760\ \mathrm{N}×9.00×10^{-2}\ \mathrm{m}=68.4\ \mathrm{J}$;由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%$得,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功$W'_总=\frac{W'_{有用}}{\eta}=\frac{68.4\ \mathrm{J}}{60\%}=114\ \mathrm{J}$;由$W=Fs$得,推力的大小$F'=\frac{W'_总}{s}=\frac{114\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{m}}=114\ \mathrm{N}$.
解析
【分析】
这是一道结合生活场景的斜面机械效率探究实验题，我们可以按小问逐步梳理思路：
1. 第一空为刻度尺读数：先明确刻度尺分度值为1mm，已知0刻度线和水平地面对齐，直接读取B点对应刻度，注意要估读到分度值的下一位。
2. 弹簧测力计操作部分：弹簧测力计平行于斜面放置时，受自身重力影响指针可能不会对齐零刻度线，因此使用前必须先校零；读数时先确定分度值，再读取指针对应的示数。
3. 功和机械效率计算：拉力做的是总功，直接用公式$W_总=Fs$计算，已知AB段斜面距离为1m，代入拉力数值即可；克服小车重力做的是有用功，用$W_{有用}=Gh$计算，h就是第一问测出的B点高度，机械效率为有用功和总功的比值。
4. 判断机械效率和物重的关系：从图像中选取不同物重的点，分别计算对应机械效率，发现数值始终相等，即可得出机械效率和物重无关的结论。
5. 最后计算推力：先算出人和轮椅的总重力，已知该斜面机械效率固定为60%，先算出将其提升到B点的有用功，再通过机械效率公式算出总功，结合AB段斜面长度1m，用总功除以斜面长度即可得到推力大小。
【解析】
(1) 刻度尺的分度值为1mm，0刻度线与水平地面对齐，B点对应的刻度为9.00cm，因此B点高度为9.00cm。
(2) ② 弹簧测力计平行于斜面放置时，受自身重力影响指针可能不在零刻度线位置，需要先校零再使用；弹簧测力计分度值为0.02N，指针对应示数为0.3N。
③ 拉力做的总功：$W_总 = Fs = 0.3\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 0.3\ \mathrm{J}$；
有用功为克服小车重力做功：$W_{有用} = Gh = 2.0\ \mathrm{N} × 9.00 × 10^{-2}\ \mathrm{m} = 0.18\ \mathrm{J}$；
斜面的机械效率：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_总} × 100\% = \frac{0.18\ \mathrm{J}}{0.3\ \mathrm{J}} × 100\% = 60\%$。
(3) ① 从图乙取物重G=5N的点，计算得此时$W_1=0.75\ \mathrm{J}$，$W_2=0.45\ \mathrm{J}$，对应机械效率$\eta' = \frac{0.45\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}} × 100\% = 60\%$，和之前的机械效率相等，说明该斜面提升物体时机械效率与物重无关。
② 母亲和轮椅的总重力：$G_总 = m_总g = (56\ \mathrm{kg} + 20\ \mathrm{kg}) × 10\ \mathrm{N/kg} = 760\ \mathrm{N}$；
提升到B点的有用功：$W'_{有用} = G_总 h = 760\ \mathrm{N} × 9.00 × 10^{-2}\ \mathrm{m} = 68.4\ \mathrm{J}$；
推力做的总功：$W'_总 = \frac{W'_{有用}}{\eta} = \frac{68.4\ \mathrm{J}}{60\%} = 114\ \mathrm{J}$；
推力大小：$F' = \frac{W'_总}{s} = \frac{114\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{m}} = 114\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 9.00
(2) ② 校零；0.3 ③ 0.3；60%
(3) ① 无关 ② 114
【知识点】
刻度尺读数；弹簧测力计使用；斜面机械效率
【点评】
本题以生活中的无障碍通道为探究背景，将测量工具使用、功与机械效率计算、图像数据分析结合起来，贴合实际生活，引导学生用物理知识解决现实问题。其中弹簧测力计斜向使用前需要校零是易错点，最后结合机械效率不变的规律计算推力，考察了学生对实验结论的迁移应用能力。
【难度系数】
0.6
这是一道结合生活场景的斜面机械效率探究实验题，我们可以按小问逐步梳理思路：
1. 第一空为刻度尺读数：先明确刻度尺分度值为1mm，已知0刻度线和水平地面对齐，直接读取B点对应刻度，注意要估读到分度值的下一位。
2. 弹簧测力计操作部分：弹簧测力计平行于斜面放置时，受自身重力影响指针可能不会对齐零刻度线，因此使用前必须先校零；读数时先确定分度值，再读取指针对应的示数。
3. 功和机械效率计算：拉力做的是总功，直接用公式$W_总=Fs$计算，已知AB段斜面距离为1m，代入拉力数值即可；克服小车重力做的是有用功，用$W_{有用}=Gh$计算，h就是第一问测出的B点高度，机械效率为有用功和总功的比值。
4. 判断机械效率和物重的关系：从图像中选取不同物重的点，分别计算对应机械效率，发现数值始终相等，即可得出机械效率和物重无关的结论。
5. 最后计算推力：先算出人和轮椅的总重力，已知该斜面机械效率固定为60%，先算出将其提升到B点的有用功，再通过机械效率公式算出总功，结合AB段斜面长度1m，用总功除以斜面长度即可得到推力大小。
【解析】
(1) 刻度尺的分度值为1mm，0刻度线与水平地面对齐，B点对应的刻度为9.00cm，因此B点高度为9.00cm。
(2) ② 弹簧测力计平行于斜面放置时，受自身重力影响指针可能不在零刻度线位置，需要先校零再使用；弹簧测力计分度值为0.02N，指针对应示数为0.3N。
③ 拉力做的总功：$W_总 = Fs = 0.3\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 0.3\ \mathrm{J}$；
有用功为克服小车重力做功：$W_{有用} = Gh = 2.0\ \mathrm{N} × 9.00 × 10^{-2}\ \mathrm{m} = 0.18\ \mathrm{J}$；
斜面的机械效率：$\eta = \frac{W_{有用}}{W_总} × 100\% = \frac{0.18\ \mathrm{J}}{0.3\ \mathrm{J}} × 100\% = 60\%$。
(3) ① 从图乙取物重G=5N的点，计算得此时$W_1=0.75\ \mathrm{J}$，$W_2=0.45\ \mathrm{J}$，对应机械效率$\eta' = \frac{0.45\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{J}} × 100\% = 60\%$，和之前的机械效率相等，说明该斜面提升物体时机械效率与物重无关。
② 母亲和轮椅的总重力：$G_总 = m_总g = (56\ \mathrm{kg} + 20\ \mathrm{kg}) × 10\ \mathrm{N/kg} = 760\ \mathrm{N}$；
提升到B点的有用功：$W'_{有用} = G_总 h = 760\ \mathrm{N} × 9.00 × 10^{-2}\ \mathrm{m} = 68.4\ \mathrm{J}$；
推力做的总功：$W'_总 = \frac{W'_{有用}}{\eta} = \frac{68.4\ \mathrm{J}}{60\%} = 114\ \mathrm{J}$；
推力大小：$F' = \frac{W'_总}{s} = \frac{114\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{m}} = 114\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 9.00
(2) ② 校零；0.3 ③ 0.3；60%
(3) ① 无关 ② 114
【知识点】
刻度尺读数；弹簧测力计使用；斜面机械效率
【点评】
本题以生活中的无障碍通道为探究背景，将测量工具使用、功与机械效率计算、图像数据分析结合起来，贴合实际生活，引导学生用物理知识解决现实问题。其中弹簧测力计斜向使用前需要校零是易错点，最后结合机械效率不变的规律计算推力，考察了学生对实验结论的迁移应用能力。
【难度系数】
0.6
