【分析】
我们可以用控制变量的思路来梳理比较做功快慢的方法：首先第一种方法是固定时间相同，对比做功的多少，做功越多说明做功越快；按照控制变量的逻辑，另一种方法自然是固定做功总量相同，对比完成功所用的时间，用时越短做功越快。接下来结合题图场景分析：挖土机和人力挖土对比，相同工作时间下挖土机挖出的土更多，也就是相同时间内挖土机做功更多，对应方法①。再看功率的定义式P=W/t，它的物理意义是单位时间内完成的功，本质是统一取相同的单位时间来比较做功的多少，和方法①的逻辑一致。
【解析】
1. 比较做功快慢的两种常用方法：方法①是相同时间比较做功的多少，方法②是做相同的功比较所用时间的多少，用时越短，做功越快。
2. 题图中挖土机挖土比人快，相同时间内挖土机完成的挖土量远大于人力，也就是相同时间内挖土机做功更多，所用的判断方法是①。
3. 功率公式P=W/t的含义是计算单位时间内物体所做的功，本质是规定相同的时间来对比做功的大小，和方法①的逻辑相同。
【答案】
做相同的功比较所用时间的多少 ① ①
【知识点】
比较做功快慢，功率定义，控制变量法
【点评】
本题结合生活中的挖土场景考察功和功率的基础概念，逻辑和之前学习的比较运动快慢的思路完全相通，核心是理解控制变量法在快慢比较中的应用，属于非常典型的概念理解类基础题，能帮助学生理清功率定义的由来。
【难度系数】
0.8

【分析】
我们先观察图甲的滑轮组，数出承担动滑轮和物重的绳子段数n=3，按照问题顺序逐步推导：
1. 第一问：不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力满足F=(G物+G动)/n，先从图乙读出拉力F恒为50N，代入已知物重即可反解出动滑轮重力。
2. 第二问：结合功的计算公式W=Fs，图乙纵坐标是力F、横坐标是距离s，二者的乘积就是拉力做的功，由此判断阴影部分的物理意义，代入数值即可算出对应物理量的大小。
3. 第三问：先根据s=nh算出物体上升高度h，有用功是克服物体重力做的功W有=Gh，总功就是拉力做的功，代入机械效率定义式η=W有/W总即可算出结果。
4. 第四问：不计绳重摩擦时额外功仅来自动滑轮重力，利用推导式η=G/(G+G动)，代入新物重和已求出的动滑轮重，就能直接算出新的机械效率。
【解析】
(1) 由图甲可知承担物重的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦力，拉力F=50N，代入公式$F=\frac{G+G_{动}}{n}$：
$50\mathrm{N}=\frac{105\mathrm{N}+G_{动}}{3}$，解得$G_{动}=3×50\mathrm{N}-105\mathrm{N}=45\mathrm{N}$。
(2) 图乙阴影部分为长方形，面积等于$F× s$，对应功的计算公式$W=Fs$，因此阴影部分表示拉力做的总功；计算得$W_{总}=Fs=50\mathrm{N}×3\mathrm{m}=150\mathrm{J}$。
(3) 物体上升高度$h=\frac{s}{n}=\frac{3\mathrm{m}}{3}=1\mathrm{m}$，有用功$W_{有}=Gh=105\mathrm{N}×1\mathrm{m}=105\mathrm{J}$，机械效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{105\mathrm{J}}{150\mathrm{J}}×100\%=70\%$。
(4) 不计绳重和摩擦力，提升135N物体时，机械效率可简化为：
$\eta'=\frac{G'}{G'+G_{动}}×100\%=\frac{135\mathrm{N}}{135\mathrm{N}+45\mathrm{N}}×100\%=75\%$。
【答案】
(1) 45 (2) 总功 150 J (3) 70% (4) 75%
【知识点】
滑轮组拉力计算，功的计算，滑轮组机械效率
【点评】
本题结合F-s图像综合考查滑轮组相关计算，要求学生能结合物理公式推导图像面积的物理含义，同时掌握不计绳重摩擦时机械效率的简化计算方法，属于滑轮组板块的常规综合题，易错点是数错承担物重的绳子段数，混淆总功和有用功的对应关系。
【难度系数】
0.6

【分析】
这道题围绕滑轮组机械效率的探究实验展开，我们可以按小问逐个梳理思路：
1. 第一小问：首先回忆实验操作规范，只有竖直向上匀速拉动绳子时，弹簧测力计的示数才稳定，大小等于绳子的实际拉力；再观察该滑轮组的绕线方式，承担物重的绳子段数n=3，结合实验中物体上升高度h=0.1m，根据s=nh就能算出绳端移动的距离。
2. 第二小问：机械效率的计算公式是η=W有用/W总×100% = Gh/(Fs)×100%，代入第三次实验对应的G、h、F、s数值直接计算即可。
3. 第三小问：对比三次实验数据，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，由此得到提高效率的措施；再利用不计绳重和摩擦时的拉力推导公式F=(G物+G动)/n，结合第一次实验的数值计算出的动滑轮重力是包含摩擦影响的结果，实际动滑轮重力要小于这个计算值。
【解析】
(1) 实验过程中，为了让弹簧测力计示数保持稳定、测量的拉力大小准确，需要竖直向上匀速拉动绳子；由该滑轮组绕线可知承担物重的绳子段数n=3，实验中物体上升高度h=0.1m，因此绳端移动距离s=nh=3×0.1m=0.30m。
(2) 第三次实验中，物重G=6N，物体上升高度h=0.1m，拉力F=2.5N，绳端移动距离s=0.3m，代入机械效率公式：
η = W有/W总 ×100% = (Gh)/(Fs) ×100% = (6N×0.1m)/(2.5N×0.3m) ×100% = 0.6J / 0.75J ×100% = 80.0%。
(3) 分析三次实验数据，同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高，因此提高同一滑轮组机械效率的措施是增加提升物体的重力；若不计绳重和摩擦，根据F=(G+G动)/n，代入第一次实验G=2N，F=1N，n=3，可得G动=nF - G = 3×1N - 2N =1N，实际实验中存在绳重和摩擦，拉力F的示数会大于理想状态下的数值，因此实际动滑轮的重力一定小于1N。
【答案】
(1) 匀速 0.30 (2) 80.0 (3) 增加提升物体的重力 1
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率计算；滑轮组受力规律
【点评】
本题是滑轮组机械效率探究的常规实验题，覆盖了实验操作要求、机械效率计算、实验结论推导的核心考点，易错点是动滑轮重力取值的推导，需要学生考虑到实际实验中摩擦的影响，不能直接把不计摩擦的理想计算结果当成实际动滑轮重。
【难度系数】
0.7

【分析】
首先观察滑轮组的绕线方式，确定承担物重的绳子段数n=3。
第(1)问：题目给出不计钢丝绳重力和摩擦，此时滑轮组的拉力满足推导公式$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，代入已知的拉力、物重、n的数值，变形公式即可求出动滑轮重力。
第(2)问：先根据绳端移动距离和物体提升高度的关系s=nh算出绳端移动的距离，再用总功公式$W_{总}=Fs$计算拉力做的总功，最后代入功率定义式$P=\frac{W}{t}$求出拉力的功率。
第(3)问：首先明确“不再省力”的含义是绳端拉力大于等于被提升的物重，临界状态为拉力等于物重$F'=G'$，结合机械效率的定义，代入s=nh的关系约去h，即可推导得到临界状态的机械效率，也就是机械效率低于该值时装置不再省力。
【解析】
(1) 由图可知承担物重的绳子段数$n=3$，不计钢丝绳的重力和摩擦，由$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$变形可得：
$G_{动}=nF-G=3× 1000\ \mathrm{N}-2700\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$
(2) 绳端移动的距离：
$s=nh=3× 10\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$
绳端拉力做的总功：
$W_{总}=Fs=1000\ \mathrm{N}× 30\ \mathrm{m}=3× 10^4\ \mathrm{J}$
绳端拉力F的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{3× 10^4\ \mathrm{J}}{200\ \mathrm{s}}=150\ \mathrm{W}$
(3) 装置不再省力的临界条件为绳端拉力等于提升的物重，即$F'=G'$，此时滑轮组的机械效率：
$\eta =\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\% =\dfrac{G'h'}{F's'}× 100\% =\dfrac{G'h'}{F'nh'}× 100\%$
将$F'=G'$代入，约去$G'$和$h'$可得：
$\eta=\frac{1}{n}×100\%=\frac{1}{3}×100\%\approx33.3\%$
即机械效率低于33.3%时，提升重物不再省力。
【答案】
(1) 动滑轮的重力为300 N
(2) 绳端拉力F的功率为150 W
(3) 当机械效率低于33.3%时，利用该装置提升重物不再省力
【知识点】
滑轮组拉力计算，功率计算，滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组的综合计算题，前两问属于常规基础考点，难度较低；第三问的核心难点是找准“不再省力”的临界条件，不少学生容易忽略拉力等于物重这个核心关系导致推导出错，解题时可以结合不计绳重摩擦的前提，灵活消去无关物理量，快速得到简化的机械效率表达式。
【难度系数】
0.5