1. 在中考物理选择题压轴中,水平滑轮搭配电动卷扬机的综合题型失分率极高,核心难点是题目包含两套效率:滑轮组自身的机械效率、电动机工作的电能转化效率,大量学生混淆两个总功,导致四个选项全部判断失误,我们分步梳理解题逻辑,逐个拆解选项陷阱。

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第一步:梳理基础已知条件,算出核心基础量

物体水平匀速运动,我们真正想要完成的有用功,是克服地面摩擦力拉动物体做的功。先算出滑动摩擦力,再结合物体移动距离,直接求出整套装置的有用功;结合运动时间,就能算出有用功对应的功率,用来判断 A 选项。这里第一个易错点:水平滑轮有用功不是克服物体重力做功,而是克服摩擦力做功,竖直滑轮和水平滑轮的有用功区分不开,第一步就会算错。

第二步:单独分析滑轮组,计算滑轮自身总功与机械效率

观察滑轮绕线,两段绳子拉动动滑轮,绳子移动距离是物体移动距离的两倍。用卷扬机拉绳子的拉力乘以绳子移动距离,得到拉力做的机械总功,再和前面求出的有用功对比,就能算出滑轮组本身的机械效率,以此判断 B 选项。额外功包含动滑轮自重消耗的功、绳子摩擦损耗的功,用滑轮总功减去有用功得到全部额外功,减去动滑轮消耗的功,剩余数值就是绳重摩擦损耗的功,用来核对 C 选项。

第三步:区分电机效率,计算电动机消耗总电能

很多同学最容易混淆两套总功:刚才算出的拉力做功,只是电动机输出的机械能,并非电机消耗的全部电能。题目给出电动机工作效率,含义是输出机械能占消耗电能的比例,因此需要反向推算,用滑轮拉力做的机械能除以电机效率,得到电动机消耗的总电能,对应 D 选项。最大失分陷阱:直接把滑轮拉力做功当成电机消耗电能,忽略电动机自身工作会损耗电能,两套效率混为一谈,直接选错正确答案。

总之,以后遇到带电动机、发电机的滑轮综合题,一定要分开两层计算:第一层只看滑轮,计算机械层面的有用功、拉力总功;第二层看用电器电能转化,电能是比拉力机械能更大的总量,两套效率对应两套不同的总能量,分清两层逻辑,就能避开本题所有失分陷阱。