第十二讲 简单机械 第2节 滑轮、斜面及机械效率
考向1 滑轮、滑轮组的特点及机械效率的计算（7年6考）
1.（2024天津8题3分）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（ D ）
A.它是动滑轮
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离
D.利用它可以改变力的方向
2.（2022天津10题3分）实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为8 N的物体匀速提升0.5 m。已知动滑轮的重力为2 N，不计绳重和摩擦，则（ D ）
A.拉力F为4 N
B.有用功为5 J
C.绳子自由端移动距离为1.5 m
D.该滑轮组的机械效率为80%
3.（2021天津12题3分）（多选）利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200 N和150 N的物体。已知提升200 N的物体时，绳子自由端的拉力为125 N，拉力的功率为125 W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150 N的物体时（ BD ）
A．机械效率为80%
B．机械效率为75%
C．拉力的功率为50 W
D．拉力的功率为100 W
第3题图 第4题图
4.（2018天津18题节选2分）利用图中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为 300 N。
5.（2019天津23题6分）用如图所示的滑轮组，将一重为450 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提起2 m，拉力F为200 N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
解：（1）工人做的有用功：W有用＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，拉力端移动距离：
s＝3h＝3×2 m＝6 m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝200 N×6 m＝1 200 J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；
（2）由v＝得做功时间：t＝＝＝20 s，
拉力做功的功率：P＝＝＝60 W。
考向2 斜面相关计算及推导（7年1考）
6.（2018天津25题6分）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验。
实验一：将重为G的物块A放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图1所示。读出弹簧测力计示数为F0；
实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图2所示。读出弹簧测力计的示数为F1。
请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题：
（1）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图；
（2）求出物块A对斜面的压力FN。
解：（1）物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的作用点在斜面上，方向垂直于斜面向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：
（2）设物块在平面和斜面上受到的滑动摩擦力分别为f0和f，
由W总＝W有+W额得，F1s＝Gh+fs，
所以，f＝F1s-Ghs，
由题意可知，f＝μFN，f0＝F0＝μG，
综上可得FN＝。
考向3 滑轮组的机械效率（7年1考）
7.（2020天津23题6分）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离 s/m 机械 效率 η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
请你解答如下问题：
（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 80% ；根据表中数据在下图中画出该滑轮组的绕线方式。
（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率 越高 （选填“越高”“越低”或“不变”）。
（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是 几个自重不同的滑轮 。
重难点1 滑轮、滑轮组的特点及机械效率的计算
1.【情景设置·解决实际问题】（2024西青区一模）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380 N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200 N，建筑材料在5 s内匀速上升5 m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（ D ）
A．工人所拉绳子移动了15 m
B．动滑轮所受重力为10 N
C．滑轮组所做的有用功为2 000 J
D．滑轮组的机械效率为95%
第1题图 第2题图
2.（2022部分区一模）用完全相同的四个滑轮装配成甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内，将相同的物体提升相同的高度，如图所示。所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，绳重和摩擦不计。下列说法正确的是（ C ）
A.F甲＝F乙 B.F甲＞F乙 C.P甲＝P乙 D.P甲＞P乙
3.（2023东丽区一模）（多选）如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重300 N,动滑轮重60 N,不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m用了5 s,下列说法正确是（ BCD ）
A.人所用拉力为120 N
B.绳子自由端移动的距离为1 m
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.拉力的功率为36 W
4.（2024红桥区结课）（多选）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体，额外功与有用功之比为1∶3；再匀速提升重为G2的物体，先后两次绳子自由端的拉力之比为4∶5。若不计绳重和摩擦，则（ ACD ）
A．G1∶G2＝3∶4
B．G1∶G2＝2∶3
C．提升重为G1的物体时，该滑轮组的机械效率为75%
D．先后两次滑轮组的机械效率之比为15∶16
5.（2024红桥区二模）（多选）工人用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体在5 s内匀速提升
2 m，其中动滑轮重100 N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（ CD ）
A.绳端移动的距离为8 m
B.此滑轮组的机械效率为80%
C.拉力做功的功率为360 W
D.若工人对绳子最大拉力为500 N，则他最多可提起重为1 400 N的物体
6.（2024河东区二模）（多选）用图1所示滑轮组送货物上楼，每件货物重为G0，每次运送的数量不定，图2记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ BD ）
A．该滑轮组中的动滑轮重力为
B．运送一件货物时，绳子的拉力F为
C．运送四件货物时，绳子的拉力F为
D．运送四件货物时，滑轮组的机械效率为
7.（2022南开区三模）（多选）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法错误的是（ BC ）
A．当G物＝12 N时，绳自由端的拉力F＝5 N
B．此滑轮组动滑轮的重力为2 N
C．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
D．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但不会超过100%
8.（2023和平区三模）一个工人用如图所示的滑轮组在4 s内把重350 N的货物匀速提起1 m，所用的拉力是100 N，则拉力做功的功率是 125 W，此滑轮组的机械效率是 70% 。
9.（2023南开区一模）如图，是某工地上运建材的装置图，用滑轮组拉着重800 N的小车A沿水平方向匀速直线运动，小车受到的摩擦力为160 N。在50 s内小车移动了10 m,拉力F做的功为2 000 J,滑轮的重力大小可以忽略不计。求:
(1)拉力F的大小;
(2)滑轮组的机械效率。
解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离：sF=nsA=2×10 m=20 m,
由W=Fs可得，工人对绳子的拉力：F===100 N；
（2）拉力F做的有用功：W有=fsA=160 N×10 m=1 600 J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%。
10.（2024河东区一模）如图所示滑轮组，工人师傅利用它站在地面上用150 N的拉力向下拉绳，提升重为240 N的物体，物体在10 s内匀速上升1 m。不计绳重和摩擦，请解答下列问题：
（1）请在图中画出该滑轮组的绕线；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
解：（1）图中有一个动滑轮和一个定滑轮，工人师傅利用它站在地面上用150 N的拉力向下拉绳，则绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过动滑轮，然后再绕过定滑轮，依次绕成如下图所示；
（2）由图可知，承担物重的绳子股数n=2，
绳子自由端移动的距离：s=nh=2×1 m=2 m,
人的拉力做的总功：W总=Fs=150 N×2 m=300 J，
则拉力的功率：P===30 W；
（3）人做的有用功：W有=Gh=240 N×1 m=240 J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%。
重难点2 斜面相关计算及推导
11.（2022南开区二模）（多选）如图所示，工人分别沿AB、AC两个斜面，把重为900 N的物体从斜面底部匀速拉到高h＝2 m的斜面顶端，斜面AB长s1＝3 m，表面光滑；斜面AC长s2＝4 m，表面粗糙，工人沿斜面AC拉物体时，所用的拉力为500 N，下列说法正确的是（ AC ）
A.无论沿斜面AB还是AC，工人所做的有用功均为1 800 J
B.工人沿斜面AB拉物体时所用的拉力为450 N
C.工人沿斜面AC拉物体时机械效率是90%
D.物体与斜面AC之间的摩擦力是500 N
12.【津津甄选】（2024眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（ D ）
A.拉力做功为3 J
B.物体受到摩擦力为1.5 N
C.在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
13.（2024滨海新区二模）(多选)如图，将重为16 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到高处，斜面长s为4 m、高h为1 m。若拉力F为5 N，拉力的功率为5 W，则（ AB ）
A．斜面机械效率为80%
B．拉力做的总功为20 J
C．提升物体做的有用功为20 J
D．物体由斜面底端运动到高处用时1 s
14.（2024红桥区三模）如图所示，固定的斜面长为L,高为h,沿斜面向上用拉力F把一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法正确的是（ ACD ）
A．斜面的机械效率为η=
B．斜面的机械效率为η=
C．斜面的机械效率为η=
D．物体与斜面间的摩擦力f=
15.【勇于探究】（2022河北区一模）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
实验序号 ① ② ③
斜面的倾斜程度 较缓 较陡 最陡
物体重力G/N 5.0 5.0 5.0
物体上升高度h/m 0.10 0.15 0.25
沿斜面拉力F/N 1.6 2.2 3.1
物体移动距离s/m 0.50 0.50 0.50
有用功W有/J 0.50 0.75 1.25
总功W总/J 0.80 1.10 1.55
机械效率η/% 62.5 68.2
（1）根据表中的数据可算出第③次实验中斜面的机械效率是 80.6 %。（结果保留一位小数）
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 费力 。
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率 越高 。
16.（2024红桥区结课）如图所示的实验装置，斜面长L＝2 m，高h＝0.5 m，秒表每格1 s，重为1 N的小车在沿斜面方向、大小为0.3 N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）。求：
（1）拉力的功率；
（2）斜面的机械效率；（结果保留一位小数）
（3）斜面受到的摩擦力。
解：（1）已知F＝0.3 N，L＝2 m，
拉力所做的功：W总＝FL＝0.3 N×2 m＝0.6 J，
秒表的指针转动了5个格，做功所需要的时间：t＝5×1 s＝5 s，
拉力的功率：P＝＝＝0.12 W；
（2）有用功：W有用＝Gh＝1 N×0.5 m＝0.5 J，
斜面的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%≈83.3%；
（3）额外功：W额外＝W总-W有用＝0.6 J-0.5 J＝0.1 J，
由W额＝fL可得，斜面受到的摩擦力： f＝＝＝0.05 N。
重难点3 测量滑轮组的机械效率
17.【科学探究】（2024红桥区结课）物理兴趣小组的同学们在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验时，提出如下猜想：
猜想一：滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
根据猜想，利用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究，测得的实验数据如下表所示。请你完成下列内容：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 机械 效率 η
1 2.0 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4.0 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4.0 0.1 1.25 0.4
4 4.0 0.2 1.50 0.6 88.9%
（1）小欣同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，他的想法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。
（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 丙 （选填“甲”“乙”或“丙”）的装置完成的，它的机械效率η= 80% 。
（3）比较2、4两次实验数据，可以验证猜想一是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。
（4）通过比较 1、2 （选填实验序号）两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低 （选填“高”或“低”）。
18.（2024河北区二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 机械 效率 η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 匀速 向上拉动弹簧测力计。
（2）第4次实验时所做的有用功为 0.3 J，滑轮组的机械效率η＝ 80% 。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 大 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 A 。
A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度
1.（2024河西区一模）（多选）如图所示，在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，钩码所受的重力为G,在绳子自由端施加竖直向上的拉力F,使钩码在t时间内匀速上升一定高度h，则（ AC ）
A.有用功W有=Gh
B.动滑轮重G动=2F-G
C.拉力F的功率P=
D.滑轮组的机械效率η=
2.（2023部分区二模）（多选）某建筑工地上，工人用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至距地面高为h的楼层，如图所示。若工人所用拉力为F，水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，则下列关系正确的是（ BCD ）
A.拉力F=
B.有用功W有=G0h
C.总功W总=（G0+G1+G2）h
D.机械效率为η=
3.【科学探究】在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用大小相同的滑轮，组成如图所示的滑轮组进行实验，并把数据整理记录在表中。
实验次数 1 2 3
滑轮材质 铝 铝 塑料
钩码重G/N 1 2 2
提升钩码的高度h/m 0.1 0.1 0.1
W有用/J 0.1 0.2 0.2
拉力F/N 0.3 1.0 0.8
绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.3
总功W总/J 0.18 0.3 0.24
机械效率η 56% 67% ①
（1）实验中要 匀速 拉动弹簧测力计，准确读出拉力的值。
（2）上表①处的正确数据是 83% 。（结果保留整数）
（3）比较1、2两次实验可知：使用同一滑轮组提升不同的重物，物体越重，滑轮组的机械效率越 高 。
（4）比较2、3两次实验可推测，若将铝质滑轮更换为体积相同的铁质滑轮，再次将重2 N的钩码提升0.1 m，此时滑轮组的机械效率可能为 C （只填序号）。
A.72% B.67% C.53%
（5）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功。进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功，则机械效率为100%。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 B 。
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.杠杆平衡条件
4.（2024和平区二模）体重较重的小明和体重较轻的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150 N，小亮在10 s内将小明匀速拉高2 m，小亮拉力的功率为150 W（不计绳重和摩擦），求：
（1）小亮的拉力为多大？
（2）小明的重力为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？
（4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，小亮的重力为500 N，该滑轮组的机械效率为。（结果保留两位小数）
解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，
则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×2 m=6 m，
由P=Wt可知，小亮拉力做的功：W总=Pt=150 W×10 s=1 500 J，
由W=Fs可得，小亮的拉力：F===250 N；
（2）不计绳重和摩擦，由F=（G+G动）可得，小明的重力：G=nF-G动=3×250 N-150 N=600 N；
（3）小亮拉力做的有用功：W有=Gh=600 N×2 m=1 200 J，
该滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%；
（4）不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%，
代入小亮和动滑轮的重量得，η=×100%≈76.92%。第十二讲 简单机械 第2节 滑轮、斜面及机械效率
考向1 滑轮、滑轮组的特点及机械效率的计算（7年6考）
1.（2024天津8题3分）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是
A.它是动滑轮
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离
D.利用它可以改变力的方向
2.（2022天津10题3分）实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为8 N的物体匀速提升0.5 m。已知动滑轮的重力为2 N，不计绳重和摩擦，则
A.拉力F为4 N
B.有用功为5 J
C.绳子自由端移动距离为1.5 m
D.该滑轮组的机械效率为80%
3.（2021天津12题3分）（多选）利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200 N和150 N的物体。已知提升200 N的物体时，绳子自由端的拉力为125 N，拉力的功率为125 W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150 N的物体时
A．机械效率为80%
B．机械效率为75%
C．拉力的功率为50 W
D．拉力的功率为100 W
第3题图 第4题图
4.（2018天津18题节选2分）利用图中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为 N。
5.（2019天津23题6分）用如图所示的滑轮组，将一重为450 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提起2 m，拉力F为200 N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
考向2 斜面相关计算及推导（7年1考）
6.（2018天津25题6分）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验。
实验一：将重为G的物块A放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图1所示。读出弹簧测力计示数为F0；
实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图2所示。读出弹簧测力计的示数为F1。
请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题：
（1）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图；
（2）求出物块A对斜面的压力FN。
考向3 滑轮组的机械效率（7年1考）
7.（2020天津23题6分）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离 s/m 机械 效率 η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
请你解答如下问题：
（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 ；根据表中数据在下图中画出该滑轮组的绕线方式。
（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“越低”或“不变”）。
（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是 。
重难点1 滑轮、滑轮组的特点及机械效率的计算
1. （2024西青区一模）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380 N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200 N，建筑材料在5 s内匀速上升5 m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是
A．工人所拉绳子移动了15 m
B．动滑轮所受重力为10 N
C．滑轮组所做的有用功为2 000 J
D．滑轮组的机械效率为95%
第1题图 第2题图
2.（2022部分区一模）用完全相同的四个滑轮装配成甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内，将相同的物体提升相同的高度，如图所示。所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，绳重和摩擦不计。下列说法正确的是
A.F甲＝F乙 B.F甲＞F乙 C.P甲＝P乙 D.P甲＞P乙
3.（2023东丽区一模）（多选）如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重300 N,动滑轮重60 N,不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m用了5 s,下列说法正确是
A.人所用拉力为120 N
B.绳子自由端移动的距离为1 m
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.拉力的功率为36 W
4.（2024红桥区结课）（多选）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为G1的物体，额外功与有用功之比为1∶3；再匀速提升重为G2的物体，先后两次绳子自由端的拉力之比为4∶5。若不计绳重和摩擦，则
A．G1∶G2＝3∶4
B．G1∶G2＝2∶3
C．提升重为G1的物体时，该滑轮组的机械效率为75%
D．先后两次滑轮组的机械效率之比为15∶16
5.（2024红桥区二模）（多选）工人用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体在5 s内匀速提升
2 m，其中动滑轮重100 N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是
A.绳端移动的距离为8 m
B.此滑轮组的机械效率为80%
C.拉力做功的功率为360 W
D.若工人对绳子最大拉力为500 N，则他最多可提起重为1 400 N的物体
6.（2024河东区二模）（多选）用图1所示滑轮组送货物上楼，每件货物重为G0，每次运送的数量不定，图2记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是
A．该滑轮组中的动滑轮重力为
B．运送一件货物时，绳子的拉力F为
C．运送四件货物时，绳子的拉力F为
D．运送四件货物时，滑轮组的机械效率为
7.（2022南开区三模）（多选）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法错误的是
A．当G物＝12 N时，绳自由端的拉力F＝5 N
B．此滑轮组动滑轮的重力为2 N
C．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
D．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，但不会超过100%
8.（2023和平区三模）一个工人用如图所示的滑轮组在4 s内把重350 N的货物匀速提起1 m，所用的拉力是100 N，则拉力做功的功率是 W，此滑轮组的机械效率是 。
9.（2023南开区一模）如图，是某工地上运建材的装置图，用滑轮组拉着重800 N的小车A沿水平方向匀速直线运动，小车受到的摩擦力为160 N。在50 s内小车移动了10 m,拉力F做的功为2 000 J,滑轮的重力大小可以忽略不计。求:
(1)拉力F的大小;
(2)滑轮组的机械效率。
10.（2024河东区一模）如图所示滑轮组，工人师傅利用它站在地面上用150 N的拉力向下拉绳，提升重为240 N的物体，物体在10 s内匀速上升1 m。不计绳重和摩擦，请解答下列问题：
（1）请在图中画出该滑轮组的绕线；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
重难点2 斜面相关计算及推导
11.（2022南开区二模）（多选）如图所示，工人分别沿AB、AC两个斜面，把重为900 N的物体从斜面底部匀速拉到高h＝2 m的斜面顶端，斜面AB长s1＝3 m，表面光滑；斜面AC长s2＝4 m，表面粗糙，工人沿斜面AC拉物体时，所用的拉力为500 N，下列说法正确的是
A.无论沿斜面AB还是AC，工人所做的有用功均为1 800 J
B.工人沿斜面AB拉物体时所用的拉力为450 N
C.工人沿斜面AC拉物体时机械效率是90%
D.物体与斜面AC之间的摩擦力是500 N
12. （2024眉山）如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是
A.拉力做功为3 J
B.物体受到摩擦力为1.5 N
C.在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
13.（2024滨海新区二模）(多选)如图，将重为16 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到高处，斜面长s为4 m、高h为1 m。若拉力F为5 N，拉力的功率为5 W，则（ AB ）
A．斜面机械效率为80%
B．拉力做的总功为20 J
C．提升物体做的有用功为20 J
D．物体由斜面底端运动到高处用时1 s
14.（2024红桥区三模）如图所示，固定的斜面长为L,高为h,沿斜面向上用拉力F把一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法正确的是
A．斜面的机械效率为η=
B．斜面的机械效率为η=
C．斜面的机械效率为η=
D．物体与斜面间的摩擦力f=
15. （2022河北区一模）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
实验序号 ① ② ③
斜面的倾斜程度 较缓 较陡 最陡
物体重力G/N 5.0 5.0 5.0
物体上升高度h/m 0.10 0.15 0.25
沿斜面拉力F/N 1.6 2.2 3.1
物体移动距离s/m 0.50 0.50 0.50
有用功W有/J 0.50 0.75 1.25
总功W总/J 0.80 1.10 1.55
机械效率η/% 62.5 68.2
（1）根据表中的数据可算出第③次实验中斜面的机械效率是 %。（结果保留一位小数）
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率 。
16.（2024红桥区结课）如图所示的实验装置，斜面长L＝2 m，高h＝0.5 m，秒表每格1 s，重为1 N的小车在沿斜面方向、大小为0.3 N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）。求：
（1）拉力的功率；
（2）斜面的机械效率；（结果保留一位小数）
（3）斜面受到的摩擦力。
重难点3 测量滑轮组的机械效率
17. （2024红桥区结课）物理兴趣小组的同学们在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验时，提出如下猜想：
猜想一：滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
根据猜想，利用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究，测得的实验数据如下表所示。请你完成下列内容：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 机械 效率 η
1 2.0 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4.0 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4.0 0.1 1.25 0.4
4 4.0 0.2 1.50 0.6 88.9%
（1）小欣同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的。
（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 （选填“甲”“乙”或“丙”）的装置完成的，它的机械效率η= 。
（3）比较2、4两次实验数据，可以验证猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的。
（4）通过比较 （选填实验序号）两次实验数据得出结论：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。
18.（2024河北区二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验 次数 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 机械 效率 η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验时应沿竖直方向 向上拉动弹簧测力计。
（2）第4次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率η＝ 。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度
1.（2024河西区一模）（多选）如图所示，在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，钩码所受的重力为G,在绳子自由端施加竖直向上的拉力F,使钩码在t时间内匀速上升一定高度h，则
A.有用功W有=Gh
B.动滑轮重G动=2F-G
C.拉力F的功率P=
D.滑轮组的机械效率η=
2.（2023部分区二模）（多选）某建筑工地上，工人用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至距地面高为h的楼层，如图所示。若工人所用拉力为F，水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮重为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，则下列关系正确的是
A.拉力F=
B.有用功W有=G0h
C.总功W总=（G0+G1+G2）h
D.机械效率为η=
3. 在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用大小相同的滑轮，组成如图所示的滑轮组进行实验，并把数据整理记录在表中。
实验次数 1 2 3
滑轮材质 铝 铝 塑料
钩码重G/N 1 2 2
提升钩码的高度h/m 0.1 0.1 0.1
W有用/J 0.1 0.2 0.2
拉力F/N 0.3 1.0 0.8
绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.3
总功W总/J 0.18 0.3 0.24
机械效率η 56% 67% ①
（1）实验中要 拉动弹簧测力计，准确读出拉力的值。
（2）上表①处的正确数据是 。（结果保留整数）
（3）比较1、2两次实验可知：使用同一滑轮组提升不同的重物，物体越重，滑轮组的机械效率越 。
（4）比较2、3两次实验可推测，若将铝质滑轮更换为体积相同的铁质滑轮，再次将重2 N的钩码提升0.1 m，此时滑轮组的机械效率可能为 （只填序号）。
A.72% B.67% C.53%
（5）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功。进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功，则机械效率为100%。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 。
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.杠杆平衡条件
4.（2024和平区二模）体重较重的小明和体重较轻的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150 N，小亮在10 s内将小明匀速拉高2 m，小亮拉力的功率为150 W（不计绳重和摩擦），求：
（1）小亮的拉力为多大？
（2）小明的重力为多大？
（3）该滑轮组的机械效率为多少？
（4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮，小亮的重力为500 N，该滑轮组的机械效率为。（结果保留两位小数）
