1. （2018龍東市，14，3分）


【答案】BD
【解析】由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子讀數(shù)：，繩子被拉下的長(zhǎng)度：，故A不正確；做的有用功：，故B正確；總功：，機(jī)械效率：，故C不正確；拉力的功率：，故D正確．

2. （2018年黑龍江省齊齊哈爾市，12，3分）

【答案】ABD
【解析】根據(jù)滑輪組的工作的特點(diǎn)判斷出承擔(dān)物體重力的繩子數(shù)，再根據(jù)有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法結(jié)合題意來(lái)分析解答；
由圖可知，承擔(dān)物體重力的繩子數(shù)為2，
A. 由于繩重和摩擦忽略不計(jì)，所以工人提升重物時(shí)，繩子的拉力為：
，故A正確；
B. 工人做的有用功為：，故B正確；
C. 工人做的總功為：，故C錯(cuò)誤；
D. 此滑輪組的機(jī)械效率為：，故D正確。

3. （2018湖北省黃石市，題號(hào)23，分值2）

【答案】C
【解析】用動(dòng)滑輪提升重物上升h高度，測(cè)力計(jì)要上升2h高度，故A錯(cuò)誤；使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能省功，故B錯(cuò)誤；減少動(dòng)滑輪的重力，在提升同一物體上升相同的高度，即有用功不變的情況下，額外功減小了，所以機(jī)械效率就提高了，故C正確；使用定滑輪提升重物時(shí)，由于定滑輪是等臂杠桿，所以向各個(gè)方向拉力一樣，故D錯(cuò)誤。

4. （2018遼寧省撫順，第10題，3分）

【答案】BD
【解析】由圖可知，承擔(dān)物重的繩子n=3；吊籃上升的速度，則繩子自由端移動(dòng)的速度，故A錯(cuò)誤；拉力的功率：，故B正確；拉力做的總功：，不計(jì)吊籃重、繩重及摩擦，則額外功等于克服動(dòng)滑輪重力所做的功，有，故C錯(cuò)誤；同一個(gè)滑輪組，提升的重物越重，機(jī)械效率越高，向吊籃里增加西瓜，此滑輪組的機(jī)械效率將變大，故D正確。

5. （2018山東聊城，12，4）工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長(zhǎng)木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時(shí)15s。已知車廂高1.5m，木板長(zhǎng)3m，貨物質(zhì)量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．工人做的總功為900J B．工人做的額外功為300J
C．工人做功的功率為60W D．此斜面的機(jī)械效率為75%
【答案】BD
【思路分析】根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)P=可求功率；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率。
【解題過(guò)程】解：
A、工人做的總功為：W總=Fs=400N×3m=1200J；故A錯(cuò)誤；
B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；
所做額外功為：W額=W總﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正確；
C、工人做功的功率為：P===80W；故C錯(cuò)誤；
D、斜面的機(jī)械效率為：η==×100%=75%；故D正確；
故選：BD。

6.（2018哈爾濱市，25，2分）


【答案】C
【解析】由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)：，繩子自由端移動(dòng)的速度：，故A不正確；該滑輪組是省力機(jī)械，故C不正確；滑輪組的機(jī)械效率：，故C正確；有用功：，故D不正確．

7. （2018湖北十堰，9，1.5） 如圖所示，滑輪組將重50N的物體A以0.2m/s的速度沿水平地面勻速向前拉動(dòng)了lm，拉力F大小為10N，滑輪組的機(jī)械效率為80%，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A．拉力F做功的功率為2W
B．2s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為0.4m
C．滑輪組做的有用功為50J
D．物體A受到水平地面的摩擦力為16N
【答案】
【思路分析】（1）根據(jù)W=Fs求出拉力做的功，由速度的變形公式求出時(shí)間，然后根據(jù)P=求出拉力的功率；
（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子的股數(shù)n=2，可知根據(jù)sF=2sA，求出2s內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離；
（3）根據(jù)η=求出滑輪組做的有用功；
（4）由圖示可知，滑輪組承重繩子的股數(shù)n=2，根據(jù)η===求出摩擦力f。
【解題過(guò)程】解：A、拉力做的功：W總=F×2s=10N×2×1m=20J，
由v=可得：t===5s；
拉力的功率：P===4W，故A錯(cuò)誤；
B、2s內(nèi)物體移動(dòng)sA=vA×t=0.2m/s×2s=0.4m，自由端移動(dòng)的距離sF=2×0.4m=0.8m，故B錯(cuò)誤；
C、拉力做的功：W總=F×2s=10N×2×1m=20J，
由公式η=得，W有用=W總×η=20J×80%=16J，故C錯(cuò)誤；
D、滑輪組承重繩子的股數(shù)n=2，根據(jù)η===得，80%=，f=16N，故D正確。
故選：D。

8. （2018湖北咸寧，10，2）如圖所示，用滑輪組在4s內(nèi)將重為160N的物體勻速提升2m，若動(dòng)滑輪重20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重。則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．繩子自由端向上移動(dòng)了4m B．拉力F的功率為90W
C．拉力F為90N D．滑輪組的機(jī)械效率為80%
【答案】B
【思路分析】（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離；
（2）根據(jù)F=（G+G動(dòng)）求出拉力；根據(jù)W=Fs可求拉力做功；根據(jù)P=可求拉力做功的功率；
（3）根據(jù)W=Gh求出克服物體重力做的有用功，根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：
由圖可知，n=3，則繩端移動(dòng)的距離：s=3h=3×2m=6m，故A錯(cuò)誤；
不計(jì)摩擦及繩重，拉力：
F=（G+G動(dòng)）=×（160N+20N）=60N，故C錯(cuò)誤；
拉力做功：W總=Fs=60N×6m=360J，
拉力做功的功率：P===90W，故B正確；
有用功：W有用=Gh=160N×2m=320J，
滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%≈88.9%，故D錯(cuò)誤。
故選：B。

9.（2018湖北省宜昌市，題號(hào)9，分值2）下列有關(guān)起重機(jī)提升貨物時(shí)機(jī)械效率的說(shuō)法，正確的是
A.有用功越多。機(jī)械效率越高
B.同一起重機(jī)提起的貨物越重，機(jī)械效率越高
C.額外功越少，機(jī)械效率越高
D.同一起重機(jī)提起同一貨物越快，機(jī)械效率越高
【答案】B
【解析】機(jī)械效率，與有用功和總功都有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；同一起重機(jī)提起的貨物越重，有用功越多，而額外功相等，則有用功占總功的比例越大，機(jī)械效率越高，故B正確；額外功少，機(jī)械效率不一定高，故C錯(cuò)誤；起重機(jī)的機(jī)械效率與提起貨物的速度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

10. 2018遼寧省鞍山市，第11題，3分）


【答案】AD
【解析】由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=4，重物上升的速度，則繩子自由端移動(dòng)的速度，故A正確；動(dòng)滑輪總重：，故B錯(cuò)誤；滑輪組的機(jī)械效率：，故C錯(cuò)誤；提升更重的物體，有用功占總功的比值增大，機(jī)械效率會(huì)變大，故D正確。

11. （2018內(nèi)蒙古自冶區(qū)包頭市，6，3分）
下列四種情況說(shuō)法正確的是




A.圖甲中，物體在2~7s內(nèi)的平均速度為2m/s
B.圖乙中，a、b兩種物質(zhì)的密度之比為1:4
C.圖丙中，物塊M向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該裝置的機(jī)械效率為75％
D.圖丁中，杠桿在水平位置平衡，OA:AB=1:2，則F:G=1:2
【答案】C
【解析】A.根據(jù)圖甲分析出2—7s移動(dòng)的距離，計(jì)算出平均速度；
B.根據(jù)圖乙找出體積相同時(shí)，兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比即為密度之比；
C.根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算出機(jī)械效率即可；
D.根據(jù)杠桿的平衡條件的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合題意計(jì)算出力之比；
A.由圖甲可知，物體在2—7s通過(guò)的距離為：s=6m-2m=4m，則平均速度為：，故A錯(cuò)誤；
B.由圖乙可知，當(dāng)物體的體積同為4cm3時(shí)，a的質(zhì)量為20g，b的質(zhì)量為5g，所以兩物體的密度之比為：20g:5g=4:1，故B錯(cuò)誤；
C.由圖可知，承擔(dān)摩擦力的繩子數(shù)為2，此滑輪組的機(jī)械效率為：
，故C正確；
D.由題意可知，，故D錯(cuò)誤.

12. （2018福建B卷，11，2） 如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大。若不計(jì)繩重與摩擦的影響，則提升A的過(guò)程（ ）

A．額外功較小 B．額外功較大 C．總功較小 D．總功較大
【答案】D
【思路分析】不計(jì)繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功與額外功之和； 機(jī)械效率是有用功與總功的比值。由此分析解答。
【解題過(guò)程】 解：
AB、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯(cuò)誤；
CD、不計(jì)繩重與摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率：η==，額外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯(cuò)誤、D正確。
故選：D。

13. （2018廣東深圳，10，3）如圖為“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4N
B．物體上升的速度為0.05m/s
C．彈簧測(cè)力計(jì)拉力的功率為0.12W
D．滑輪組的機(jī)械效率約83.3%
【答案】C
【思路分析】（1）先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，再根據(jù)指針位置讀數(shù)；
（2）利用速度公式求物體上升速度；
（3）由圖知，n=3，重物上升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=3h，利用W總=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；
（4）知道物體重，利用W=Gh求出有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。
【解題過(guò)程】解：
A、由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N，故A正確；
B、物體上升速度v===0.05m/s，故B正確；
C、由圖知，n=3，拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×0.1m=0.3m，
拉力做功W總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
拉力做功的功率：
P===0.36W，故C錯(cuò)誤；
D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
滑輪組的機(jī)械效率：
η==×100%≈83.3%，故D正確。
故選：C。

14. （2018江蘇常州，8，2） 用如圖所示的滑輪組提升300N重物，在繩子自由端施加的拉力為125N，4s內(nèi)重物勻速上升2m，不計(jì)繩重和輪、軸間摩擦.則
A.繩子自由端移動(dòng)的距離為4m B.動(dòng)滑輪重50N
C.拉力做功的功率為150W D.此過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率為80%

【答案】D 【解析】本題考查了滑輪組、有用功、總功、機(jī)械效率、功率的計(jì)算。A選項(xiàng)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3×2m=6m，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B選項(xiàng)根據(jù)F=1/n(G物+G動(dòng))得：動(dòng)滑輪中G動(dòng)=nF-G物=3×125N-300N=75N,B 選項(xiàng)錯(cuò)誤；C選項(xiàng)拉力做功的功W=Fs=Fnh=125N×3×2m=750J，功率P=W/t=750J/4S=187.5W，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)此過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總×100%= Gh/ Fs×100%=G/nF=300N/(3×125N)×100%=80%,D選項(xiàng)正確。


15. （2018山東東營(yíng)，4，3） 對(duì)物理概念的理解是學(xué)好物理的關(guān)鍵。關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．通過(guò)改進(jìn)機(jī)械的性能可以使機(jī)械效率達(dá)到100%
B．做功多的機(jī)械，功率一定大
C．功率大的機(jī)械，做功一定快
D．做功快的機(jī)械，機(jī)械效率一定高
【答案】C
【思路分析】（1）機(jī)械效率反映了機(jī)械的性能優(yōu)劣，是有用功與總功的比值，與做功快慢沒(méi)有關(guān)系；使用任何機(jī)械不可避免地做額外功，所以機(jī)械效率一定小于100%；
（2）功率是描述物體做功快慢的物理量，它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功，功率大則做功快。
【解題過(guò)程】解：A、使用任何機(jī)械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機(jī)械效率小于100%．故A錯(cuò)誤；
B、功率是做功多少與所用時(shí)間的比值。做功多，時(shí)間不確定，功率大小不能確定。故B錯(cuò)誤；
C、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢。故C正確；
D、機(jī)械效率與做功快慢沒(méi)有關(guān)系。故D錯(cuò)誤。
故選：C。

16.（2018四川省攀枝花市，題號(hào)8，分值3）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的總功相同
C．乙滑輪組更省力，兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大
D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高
【答案】D
【解析】由圖知，n甲=3，n乙=4，由于繩端移動(dòng)的距離s=nh，則s甲＜s乙，F(xiàn)1和F2大小相等，則F1在相同的時(shí)間內(nèi)所做的功較少，力F1做功的功率較小，故A、B錯(cuò)誤；由于提升的物重和繩子受的拉力相同，因此兩個(gè)滑輪組一樣省力，相同的有用功而甲做的總功較少，所以甲滑輪組的機(jī)械效率比乙的高，故C錯(cuò)誤，D正確。
17. （2018山東省濱州市，13題，4分）如圖所示，重400 N的物體在30 N的水平拉力F的作下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10 s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.繩子自由端移動(dòng)的距離為3 m
B.有用功為400 J
C.拉力F的功率為9 W
D.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72 N
【答案】ACD
【解析】由圖可以看出，摩擦力由3段繩子承擔(dān)，即n=3。物體10s內(nèi)移動(dòng)的距離是，則繩子自由端移動(dòng)的距離為，故A正確；拉力F做的功，為總功其大小是：，則此過(guò)程中有用功為，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；拉力F的功率為，故C選項(xiàng)正確；物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力，故D正確。故選為A、C、D。
18. （2018四川省廣安市，題號(hào)11，分值1.5）如圖所示，斜面長(zhǎng)3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力），則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.斜面上的摩擦力是50N
B.拉力的功率是50W
C.拉力所做的功是300J
D斜面的機(jī)械效率是80%
【答案】A
【解析】拉力所做的有用功為：，拉力所做的總功為：；選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斜面的機(jī)械效率為：，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；額外功為：，斜面上的摩擦力為：，選項(xiàng)A正確；拉力的功率為：，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。故選A。
19. （2018重慶（B卷），7，3分）部分農(nóng)戶在新建住房時(shí),常利用如圖所示的簡(jiǎn)易清輪提升建材．在一次提升建材的過(guò)程中，建筑工人用400N的拉力，將重600 N的建材在10內(nèi)勻速提高3m．則下列判斷正確的是（ ）

A．滑輪所做的有用功為1200J
B．滑輪受到的重力為100N
C．該滑輪的機(jī)械效率
D．繩子自由端移動(dòng)的速度大小為0.3m/s
【答案】C
【解析】滑輪所做的有用功：，故A不正確；不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，動(dòng)滑輪重力：，故B不正確；繩子拉出的長(zhǎng)度：，總功：，該滑輪的機(jī)械效率：，故C正確；繩子自由端移動(dòng)的速度：，故D不正確．
20. （2018湖南省常德市，題號(hào)17，分值3）如圖所示，小紅用10N的拉力將重為20N的物體在5s內(nèi)勻速提升了0.2m，則以下說(shuō)法正確的是（ ）
A.繩子自由端移動(dòng)的距離為0.4m
B.有用功為4J
C.滑輪組的機(jī)械效率為83.3%
D.拉力的功率為12W
【答案】B
【解析】圖中的動(dòng)滑輪上的繩子的段數(shù)是3，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=3h=3×0.2m=0.6m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拉力所做的有用功為：，選項(xiàng)B正確；拉力所做的總功為，滑輪組的機(jī)械效率為：，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；拉力的功率為：，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。
21.（2018四川省自貢市，題號(hào)17，分值2）如右圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，則提升重物的過(guò)程中（ ）

A.做的總功是400J
B.拉力F的功率是25W
C.繩子自由端被拉下1m
D.滑輪組的機(jī)械效率是80%
【答案】D
【解析】圖中的滑輪組的繩子的段數(shù)是2，拉力方向上通過(guò)的距離為：s=2h=2×1m=2m，拉力所做的總功為：，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拉力的功率為：，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；繩子自由端拉下的距離為2m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；有用功為：，滑輪組的機(jī)械效率為：，選項(xiàng)D正確。故選D。
22. （2018山東省濱州市，13題，4分）如圖所示，重400 N的物體在30 N的水平拉力F的作下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10 s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.繩子自由端移動(dòng)的距離為3 m
B.有用功為400 J
C.拉力F的功率為9 W
D.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72 N
【答案】ACD
【解析】由圖可以看出，摩擦力由3段繩子承擔(dān)，即n=3。物體10s內(nèi)移動(dòng)的距離是，則繩子自由端移動(dòng)的距離為，故A正確；拉力F做的功，為總功其大小是：，則此過(guò)程中有用功為，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；拉力F的功率為，故C選項(xiàng)正確；物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力，故D正確。故選為A、C、D。
23. （2018湖南省邵陽(yáng)市，5，2分）如右圖所示，某同學(xué)使用動(dòng)滑輪把600N的重物勻速提升了3m，所用的拉力是400N。下列說(shuō)法正確的是
A．機(jī)械效率是80% B．有用功是1800J
C．額外功是300J D．總功是2100J

【答案】B
【解析】A、由圖知，動(dòng)滑輪是兩股繩，所以繩頭移動(dòng)的距離S=2×3m=6m,
故機(jī)械效率是，
B、 W有用=Gh=600N×3m=1800J，故B正確；C、額外功W額外=W總-W額外=2400J-1800J=600J，故C錯(cuò)誤；
D、W總=Fs=400N×6m=2400J,故D錯(cuò)誤，因此選B。
24.（2018四川省樂(lè)山市，題號(hào)16，分值2.5）圖甲中力F1水平拉著重為G的物體在水平路面勻速移動(dòng)s的距離。圖乙中用動(dòng)滑輪拉著它也在同一路面勻速移動(dòng)s的距離，拉力為F2。使用動(dòng)滑輪的過(guò)程中

A．總功為
B．有用功為
C．機(jī)械效率為
D．額外功為
【答案】D
【解析】使用動(dòng)滑輪拉力端移動(dòng)距離s′=2s，拉力做的總功W總=F2s′=F2×2s=2F2s，故A錯(cuò)；使用動(dòng)滑輪做的有用功，等于直接拉物體做的功，即W有=F1s，故B錯(cuò)；機(jī)械效率η=，故C錯(cuò)；額外功W額=W總-W有=2F2s-F1s，故D正確。


二、填空題
1. （2018廣西柳州，14，2） 在物理學(xué)中，把 功和總功的比值叫做機(jī)械效率。由于存在額外功，機(jī)械效率總 1 (選填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】有用功 小于
【解析】本題考查的是機(jī)械效率，物理學(xué)中把有用功和總功的比值叫做機(jī)械效率，由于額外功存在機(jī)械效率總是小于1.
2. （2018省市，10，2）

【答案】70％；200
【解析】有用功：，繩子拉出的長(zhǎng)度：，總功：，工人所用裝置的機(jī)械效率：；工人對(duì)繩子拉力的功率：．

3. （2018湖南省衡陽(yáng)市，題號(hào)21，分值2）如圖所示，用滑輪組提起一個(gè)重為7N的物體，在拉力F＝4N的作用下，10s內(nèi)物體滑豎直方向勻速升高了2m不計(jì)繩重和摩擦，可知拉力F的功率為___W，此滑輪組的機(jī)械效率為_______。

【答案】1.6W；87.5%。
【解析】10s內(nèi)拉力F做的功，功率為；機(jī)械效率為：。

4. （2018湖南省懷化市，21，2分）

【答案】5；62.5%
【解析】根據(jù)有用功能含義，是把物體提高到1m的高處，因此對(duì)物體直接做的功即為
有用功W有用=Gh=5N×1m=5J；總功W總=FS=2N×4m=8J，
所以機(jī)械效率為：


5. （2018江蘇省揚(yáng)州市，題號(hào)18，分值3）



【答案】15 80 20
【解析】由圖可知：n=2，s=nh=2×3m=6m，拉力所做的功：W總=Fs=50N×6m=300J，拉力的功率：P總=W總/t==300J/20s=15W；做的有用功：W有用=Gh=80N×3m=240J，則滑輪組的機(jī)械效率：；不計(jì)繩重與摩擦，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=nF-G物=2×50N-80N=20N。

6.（2018山東臨沂，26，2）小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），小明拉繩子的動(dòng)力為 N；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

【答案】80；變大
【思路分析】不計(jì)繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動(dòng)）；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。
【解題過(guò)程】解：由圖可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，
不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動(dòng)力：F=（G+G動(dòng)）=（140N+20N）=80N；
使用同一滑輪組，在提升高度相同時(shí)，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。
故答案為：80；變大。

7. （2018山東棗莊，15，2） 如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計(jì)繩重和摩擦。若GA＞GB，則η甲 η乙；若FA=FB，則GA GB．（選填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞；＜
【思路分析】（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功，根據(jù)η=×100%=×100%=×100%結(jié)合GA＞GB比較兩滑輪組的機(jī)械效率關(guān)系；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G+G動(dòng)）結(jié)合FA=FB得出提升物體的重力關(guān)系。
【解題過(guò)程】解：（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功，
則滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%，
因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動(dòng)滑輪的重力相等，
所以，GA＞GB時(shí)，η甲＞η乙；
（2）由圖可知，n甲=2，n乙=3，
由F=（G+G動(dòng)）可得，提升物體的重力：
G=nF﹣G動(dòng)，
則FA=FB時(shí)，提升物體的重力關(guān)系為GA＜GB。
故答案為：＞；＜。

8. （2018四川眉山，17，4） 如圖所示，一同學(xué)在用滑輪組勻速提升不同重物時(shí)，記錄下了繩子自由端拉力F與對(duì)應(yīng)所提升的物體的重力G，如下表：
G/N
1
2
3
4
5
6
F/N
0.8
1.3
1.8
2.3
2.8
3.3
根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知，繩子自由端拉力F與物體重力G的關(guān)系式為F= ；當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率η= 。


【答案】0.5G+0.3N；94.3%。
【思路分析】由表格數(shù)據(jù)，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，由此解答；根據(jù)物體的重力求出拉力的大小，然后根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：
由表格數(shù)據(jù)可知，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，
設(shè)F與G關(guān)系的表達(dá)式為F=kG+b，
由表格第一組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=1N，F(xiàn)=0.8N，
則：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由表格第二組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=2N，F(xiàn)=1.3N，
則：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①可得k=0.5，
將k=0.5代入①解得b=0.3N，
所以拉力F與物體所受重力G的關(guān)系式：F=0.5G+0.3N；
當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此時(shí)的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；
由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪；
滑輪組的機(jī)械效率為：η=====≈94.3%。
故答案為：0.5G+0.3N；94.3%。

9.（2018云南省，第16題，2分）


【答案】 80% 200
【解析】滑輪組的機(jī)械效率：；動(dòng)滑輪的重力：F=1/2（G+G動(dòng)），G動(dòng)=2×500N-800N=200N。

10. （2018江蘇南京，17，5） 用如圖所示的滑輪組將重85N的物體勻速提升2m，拉力F為50N．此過(guò)程中有用功為 J，總功為 J，滑輪組機(jī)械效率為 ，根據(jù)已知條件，以下四個(gè)物理量：①動(dòng)滑輪上升的高度、②動(dòng)滑輪的重力、③額外功、④拉力的功率，還能求出的有
和 （選填序號(hào)）

【答案】170；200；85%；①；③
【思路分析】（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；
（2）由圖可知，n=2，拉力端移動(dòng)的距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功；
（3）滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；
（4）①使用滑輪組提升重物時(shí)，由于動(dòng)滑輪和物體一起運(yùn)動(dòng)，動(dòng)滑輪上升的高度等于物體上升的高度；
②不計(jì)摩擦和繩重，拉力F=（G+G輪）；
③額外功等于總功減去有用功；
④拉力的功率等于拉力做的功與做功時(shí)間之比。
【解題過(guò)程】解：
（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；
（2）由圖可知，n=2，拉力端移動(dòng)的距離：s=2h=2×2m=4m，
拉力做的總功：W總=Fs=50N×4m=200J；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：
η==×100%=75%；
（4）①因?yàn)閯?dòng)滑輪和物體一起運(yùn)動(dòng)，動(dòng)滑輪上升的高度等于物體上升的高度，大小為2m；
②不計(jì)摩擦和繩重，拉力F=（G+G輪），據(jù)此可求動(dòng)滑輪重力，但題目沒(méi)有提高“不計(jì)摩擦和繩重”這個(gè)條件，無(wú)法計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；
③額外功等于總功減去有用功，W額=W總﹣W有用=200J﹣170J=30J；
④因?yàn)椴恢雷龉r(shí)間，所以無(wú)法計(jì)算拉力的功率。
可見，還能求出的有①、③。
故答案為：170；200；85%；①；③。

11. （2018江蘇省徐州市，第31題，3分）31.如圖所示，工人師傅用動(dòng)滑輪勻速提升重物．使用動(dòng)滑輪的好處是 ▲ ．若物體重450N，工人所用拉力為250N，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 ▲ ；用該滑輪勻速提升重600N的物體，若不計(jì)繩重和摩擦，則工人所用的拉力為 ▲ N．

【答案】省力 90% 325
【解析】使用動(dòng)滑輪的好處是可以省力；動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為：
；不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重為：；提升600N物體時(shí)，拉力為。

12. （2018遼寧省遼陽(yáng)市，第20題，4分）


【答案】10 90% 變大
【解析】由圖可知，承擔(dān)物重的繩子n=2，不計(jì)繩重和摩擦，則拉力F：，F(xiàn)所做的功：，功率：；滑輪組的機(jī)械效率為：；同一個(gè)滑輪組，提升的重物越重，有用功在總功中所占的比值越大，機(jī)械效率越高，所以用此滑輪組提升100N的重物，滑輪組的機(jī)械效率將變大。

13. （2018四川省德陽(yáng)市，36，4分）
如圖所示,沿斜面把質(zhì)量為12kg的個(gè)物體勻速拉到最高處,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面長(zhǎng)2m、高1m.則其機(jī)械效率是 %,物體所受摩擦力是 N

【答案】60；40。
【解析】（1）知道拉力大小，利用W=Fs求出總功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的機(jī)械效率。
（2）克服摩擦力做的功即為額外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小。
有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；
拉力做的總功：W總=Fs=100N×2m=200J；
則斜面的機(jī)械效率：η=×100%=60%；
額外功：W額=W總-W有=200J-120J=80J，
所以物體所受的摩擦力：。

14. （2018湖南岳陽(yáng)，13，4） 用不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組把重為720N的貨物勻速提高10m，所做的總功為12000J，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為 ；用該滑輪組提升更重的物體，機(jī)械效率會(huì) （選填“變小”、“不變”或“變大”）。
【答案】60%；變大
【思路分析】知道物體重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道總功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。
【解答過(guò)程】解：
有用功：W有用=Gh=720N×10m=7200J；
已知所做的總功：W總=12000J；
則滑輪組的機(jī)械效率為：η==×100%=60%；
用該滑輪組提升更重的物體，在提升高度相同時(shí)，由于物重增大，則有用功增大，而額外功幾乎不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。
故答案為：60%；變大。

15. （2018海南，17，4） 如圖所示，用動(dòng)滑輪把重為40N的物體A以0.5m/s的速度勻速提升，用時(shí)4s，拉力F的大小是25N，則拉力F的功率是 W，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 。

【答案】25；80%
【思路分析】（1）動(dòng)滑輪上繩子的有效股數(shù)為2，繩端移動(dòng)速度等于物體升高速度的2倍；利用P=Fv求拉力F做功功率；
（2）繩端移動(dòng)距離s=2h，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η====。
【解題過(guò)程】解：
（1）動(dòng)滑輪上繩子的有效股數(shù)為2，則繩端移動(dòng)速度：
v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，
拉力F做功功率：
P===Fv=25N×1m/s=25W；
（2）繩端移動(dòng)距離s=2h，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：
η=====×100%=80%。
故答案為：25；80%。

16.（2018湖北荊門，13，4） 工人利用斜面和滑輪將物體從斜面底端勻速拉到頂端，斜面高1m，長(zhǎng)2m，物體重500N，平行于斜畫的拉力200N，所用時(shí)間10s。在此過(guò)程中，物體動(dòng)能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。重力勢(shì)能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。拉力的功率為
W，把物體直接提高到斜面頂端做的功為有用功，則這個(gè)裝置的機(jī)械效率為 。

【答案】不變；增大；80；62.5%
【思路分析】（1）影響動(dòng)能的因素為：質(zhì)量、速度。
（2）影響重力勢(shì)能的因素為：質(zhì)量、高度。
（3）運(yùn)用公式W=Fs，求出總功，再運(yùn)用P=，可求功率。
（4）運(yùn)用公式W=Gh，求出有用功，再運(yùn)用機(jī)械效率的公式，可求出η。
【解題過(guò)程】解：
（1）將物體從斜面底端勻速拉到頂端，質(zhì)量不變，速度不變，則物體的動(dòng)能不變。
（2）物體沿斜面升高，質(zhì)量不變，高度變大，所以其重力勢(shì)能增大。
（3）圖中滑輪是動(dòng)滑輪，則繩端通過(guò)的距離為：s=2L=2×2m=4m；
拉力做功為：W總=Fs=200N×4m=800J；
拉力的功率為：P===80W；
（4）此過(guò)程的有用功為：W有=Gh=500N×1m=500J；
這個(gè)裝置的機(jī)械效率為：η==×100%=62.5%；
故答案為：不變；增大；80；62.5%。

17. （2018江蘇淮安，14，3） 如圖所示，工人用250N的拉力將重為400N的裝修材料勻速提升6m，所用時(shí)間為lmin，則工人做的有用功是 J，工人做功的功率是 W，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 。

【答案】2400；50；80%
【思路分析】（1）根據(jù)W有用=Gh求出有用功；
（2）根據(jù)s=2h求出拉力移動(dòng)距離，再根據(jù)W總=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P=求出工人做功的功率；
（3）根據(jù)η=求出機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：
（1）有用功：W有用=Gh=400N×6m=2400J；
（2）由圖知n=2，則拉力端移動(dòng)距離：s=2h=2×6m=12m，
拉力做的總功：W總=Fs=250N×12m=3000J，
工人做功的功率：
P===50W；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=80%。
故答案為：2400；50；80%。

18. （2018江蘇泰州，19，3） 如圖所示，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m，已知拉力F為25N，則在這個(gè)過(guò)程中拉力做的功是 J，滑輪組的機(jī)械效率是 ，若勻速提升重為80N的物體，則這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率將 （變大/變小/不變）。

【答案】100；80%；變大
【思路分析】（1）圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n，然后根據(jù)s=nh求出自由端移動(dòng)的距離，再利用W=Fs求出拉力做的功；
（2）先根據(jù)W=Gh求出拉力做的有用功，然后利用η=×100%即可求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）根據(jù)η=×100%=×100%=×100%=×100%可判斷滑輪組機(jī)械效率的變化情況。
【解題過(guò)程】解：（1）由圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=2，
繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×2m=4m；
則在這個(gè)過(guò)程中拉力做的功：
W總=Fs=25N×4m=100J；
（2）拉力做的有用功：
W有=Gh=40N×2m=80J，
則滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知，
滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重和物體重有關(guān)，動(dòng)滑輪重力不變，物體重力變大，機(jī)械效率將變大。
故答案為：100；80%；變大。

19.（2018河北，25，3） 一臺(tái)起重機(jī)在10s內(nèi)將重為3600N的貨物勻速提高了4m,起重機(jī)做的有用功是 J。若起重機(jī)做的額外功是 9600」，則機(jī)械效率是 ，起重機(jī)的總功率是 W。
【答案】14400 2400
【解析】有用功；機(jī)械效率；起重機(jī)的總功率
20. （2018江蘇省鹽城市，題號(hào)19，分值3）在“再探動(dòng)滑輪”的實(shí)驗(yàn)中，小明用動(dòng)滑輪將重3N的鉤碼勻速向上提升，拉力為1.8N， 2s鉤碼上升0.2m，此過(guò)程中有用功為 ▲ J，拉力做功的功率為 ▲ W，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 ▲ 。
【答案】0.6；0.36；83.3%。
【解析】根據(jù)功的公式得到有用功為：；總功為：；拉力的功率為：；動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為：。
21.（2018山東臨沂，題號(hào)26，分值2分）小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N (不計(jì)繩重和摩擦)，小明拉繩子的動(dòng)力為______N;如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率___ (選填“變大”、“變小”或“不變”)。

【答案】80；變大。
【思路分析】不計(jì)繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動(dòng)）；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。
由圖可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，
不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動(dòng)力：F=（G+G動(dòng)）=（140N+20N）=80N；
使用同一滑輪組，在提升高度相同時(shí)，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。
22. （2018四川省內(nèi)江市，18題，4分）用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，每件貨物重100N,每次運(yùn)送的量不定.圖乙記錄了在整個(gè)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，則動(dòng)滑輪重為 N；當(dāng)某次運(yùn)送3件貨物時(shí)，繩子的拉力F是 N。(不考慮繩重和摩擦)

【答案】100 200
【解析】在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，只需克服動(dòng)滑輪的重力做額外功，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可以表示為η＝＝＝＝，根據(jù)圖像可知，當(dāng)G＝100N時(shí)，η＝50%，則50%＝，解得G動(dòng)＝100N；當(dāng)運(yùn)送3件貨物時(shí)，則根據(jù)力的平衡關(guān)系可知，2F＝G′+G動(dòng)＝300N+100N，解得F＝200N。

23.（2018安徽，4，2分）如圖所示，當(dāng)工人師傅用400N的拉力向下拉繩時(shí)，可使重680N的重物勻速上升，此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為 。

【答案】 85%
對(duì)物體做的有用功W有=Gh，拉力做的總功W總=Fs=F·2h.滑輪組的機(jī)械效率

24.（2018山東省菏澤市，15，1分）使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大，滑輪組的機(jī)械效率______(填“越高”“越低”或“不變”)
【答案】越大
【思路分析】根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式，結(jié)合題意來(lái)分析解答。
【解題過(guò)程】
使用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，效率為：
，
可知，同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，對(duì)動(dòng)滑輪做的額外功是不變的，當(dāng)提升的物體質(zhì)量越大時(shí)，有用功越大，所以效率會(huì)提高。


三、解答題
1. （2018北京，34，3）圖25是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖。在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)間里，勻速豎直上升了10m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F做的功為5000J。
求：（1）有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。

【思路分析】對(duì)物體做的功是有用功題中有物重有物體上升的高度即可求出有用功；依據(jù)功率公式可求出拉力的功率；依據(jù)機(jī)械效率公式可求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：（1）有用功
（2）拉力的功率
（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率

2. （2018廣東省，題號(hào)19，分值6）如題19圖是建筑工地上的起重機(jī)示意圖，起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為W，當(dāng)它把質(zhì)量為1t的重物勻速提起24m時(shí)，用時(shí)100s.（g=10N/kg）求：
（1）在這段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)提起重物做功的功率是多少？機(jī)械效率是多少？
（2）若起重機(jī)AB長(zhǎng)為20m，吊起重物時(shí)B端的配重質(zhì)量為4t，為使起重機(jī)不翻倒，則OB長(zhǎng)為多少？（不計(jì)摩擦和起重機(jī)自重）


【答案】（1）2400W；80%；（2）4m。
【解析】（1）起重機(jī)做的功：
功率：
機(jī)械效率：
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，有，
即。

3. （2018桂林市，28，10分）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在水平地面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m．根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像，如圖乙所示．若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：

（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是多大?
（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大?
（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直直向下拉繩還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明．
【答案】（1）50％；（2）60W；（3）不能
【思路分析】（1）由圖乙讀出滑輪組的機(jī)械效率；（2）利用物體受到的阻力為100N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率，求出動(dòng)滑輪的重力；利用滑輪組的績(jī)效效率為75％，求出繩對(duì)物體的拉力；根據(jù)公式，求出該滑輪組的有用功功率；（3）由圖讀出與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)，根據(jù)公式，求出作用在繩子自由端的拉力，然后與小熊的重力比較．
【解題過(guò)程】（1）由乙圖可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率：；
（2）當(dāng)時(shí)，∵物體勻速被拉動(dòng)，即物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，∴繩對(duì)物體的拉力：，
根據(jù)得：
動(dòng)滑輪重：，
當(dāng)時(shí)，根據(jù)得：
繩對(duì)物體的拉力：，
該滑輪組的有用功率：；
（3）由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)：，
當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，繩對(duì)物體的拉力：，
作用在繩子自由端的拉力：，
∵，∴體重為500N的小熊豎直直向下拉繩不能用此滑輪組拉動(dòng)物體．

4. （2018貴州省遵義市，36題，6分）

【思路分析】（1）根據(jù)有用功公式W有=Gh直接計(jì)算；
（2）先根據(jù)機(jī)械效率公式計(jì)算出總功，然后根據(jù)計(jì)算出拉力的功率；
【解題過(guò)程】（1）W有=Gh=1200N×3m=3600J
（2）由圖可知n=3，拉力移動(dòng)的距離s=nh=3×3m=9m
根據(jù)，
拉力的功率

5. （2018湖北省荊州市，題號(hào)35，分值8）如圖所示是蒙華鐵路荊州段長(zhǎng)江大橋施工現(xiàn)場(chǎng)，工程師用起吊裝置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每個(gè)滑輪重500N，聲音在水中的傳播速度是1500m/s.在水面上用超聲測(cè)位儀向江底的工件垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過(guò)0.02s后收到回波.（不計(jì)繩重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不計(jì)工件的高度，求水對(duì)工件產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（3）當(dāng)工件在水面下勻速上升時(shí)，繩子自由端的拉力為500N，求工件的體積；
（4）不計(jì)動(dòng)滑輪體積，求工件在水下勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率（結(jié)果在小數(shù)點(diǎn)后保留一位數(shù)字）.

【答案】（1）（2）（3）（4）
【解析】（1）
（2）P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m=1.5×105Pa
（3） 不計(jì)繩重及摩擦，

F浮= ρ水gV排 ；
工件在水中勻速上升時(shí)，

6.（2018山東青島，24，2） 工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J．求滑輪組的機(jī)械效率

【思路分析】由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，由s=nh求出貨物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知額外功，根據(jù)W總=W有用+W額計(jì)算總功；最后根據(jù)公式η=求滑輪組的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：由圖知，n=3，
由s=nh可得，貨物提升的高度：
h===2m，
則所做的有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J；
拉力所做的總功：
W總=W有用+W額=1200J+300J=1500J；
則滑輪組的機(jī)械效率：
η==×100%=80%。
答：滑輪組的機(jī)械效率為80%。

7. （2018山東省煙臺(tái)市，27，12分）
圖21是某汽車起重機(jī)靜止在水平地面上起吊重物的示意圖。重物的升降使用的是滑輪組.滑輪組上鋼絲繩的收放是由卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)完成的。提升重物前，起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×105Pa.某次作業(yè)中，將重物甲以0.25m/s的速度勻速提升時(shí)。起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.3×105Pa;若以相同的功率將重物乙以0.2m/s的速度勻速提升時(shí)，起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.4×105Pa。 (不計(jì)鋼絲繩重和摩擦)
(1)起重機(jī)兩次提升的重物質(zhì)量之比。
(2)起重機(jī)兩次提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率之比。
(3)提升面物乙時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多少?

【思路分析】（1）知道提升物體前、勻速提升重物甲時(shí)、勻速提升重物乙時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)，而底面積相同，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)地面的壓力（由起重機(jī)和提升物體產(chǎn)生），求出兩物體重的表達(dá)式，再求被提升兩物體的質(zhì)量之比；
（2）根據(jù)，由已知條件求出兩次拉力的大小之比，根據(jù)，求出起重機(jī)兩次提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率之比。
（3）不計(jì)鋼絲繩重和摩擦，根據(jù)，得出G動(dòng)與G乙的關(guān)系；
因不計(jì)鋼絲繩重和摩擦，根據(jù)求解滑輪組的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】
（1）設(shè)起重機(jī)重為G，被提升重物甲重力為G甲，被提升重物乙重力為G乙；
提升物體前，起重機(jī)對(duì)地面的壓力：G=p1S，
勻速提升重物甲時(shí)，起重機(jī)對(duì)地面的壓力：G+G甲=p2S，
勻速提升重物乙時(shí)，起重機(jī)對(duì)地面的壓力：G+G乙=p3S，
故G甲=（p2-p1）S，G乙=（p3-p1）S，
----①；
G=mg，
故-----②
（2）根據(jù)，因以相同的功率將重物提升，故拉力與提升的速度成反比，
，------③
因-----④
由③④得：
起重機(jī)兩次提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率之比。
；
（3）不計(jì)鋼絲繩重和摩擦，-----⑤
-----⑥，
由⑤⑥代入③得：-------⑥
由①⑥得：------⑦
因不計(jì)鋼絲繩重和摩擦，提升重物乙時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是：
由⑦，。
答：（1）起重機(jī)兩次提升的重物質(zhì)量之比為3：4；
（2）起重機(jī)兩次提升重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率之比為15：16。
（3）提升重物乙時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是80%。

8. （2018廣西玉林，29，10） 如圖所示是打撈物體的模擬裝置?，F(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過(guò)5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體離開海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49m/s，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了12%（不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：
（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；
（2）物體在海底時(shí)的深度；
（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；
（4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)動(dòng)滑輪體積）

【思路分析】（1）物體排開海水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求浸沒(méi)在海水中受到的浮力；
（2）由圖知，n=5，物體升高速度等于繩子自由端移動(dòng)速度的，利用速度公式求物體在海底時(shí)的深度；
（3）利用p=ρgh求物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；
（4）利用G=mg=ρgV求物體重力；設(shè)物體在水中電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，P1=F1v1；物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，P2=F2v2；而物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，據(jù)此求F1、F2的大小關(guān)系；
由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F1=（G﹣F浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），進(jìn)一步求出動(dòng)滑輪重力，物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率η==。
【解題過(guò)程】解：
（1）物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開海水的體積：V排=V=0.1m3，
則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；
F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N；
（2）由圖知，n=5，物體升高的速度：
v物=v=×0.5m/s=0.1m/s，
由題意可得，物體在海底時(shí)的深度：
h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m；
（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa；
（4）物體重力：
G=mg=ρ物gV=7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=7600N，
設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1=0.5m/s，
則P1=F1v1=F1×0.5m/s；
物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2=0.49m/s，
則P2=F2v2=F2×0.49m/s；
由題知，物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，
即：P2=P1（1+12%），
代入數(shù)據(jù)可得：F2×0.49m/s=F1×0.5m/s（1+12%），
解得：F2=F1，
由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為：
F1=（G﹣F浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），
可得：
（G+G輪）=×（G﹣F浮+G輪），
解得：G輪=8F浮﹣G=8×1000N﹣7600N=400N，
物體在海面下勻速上升過(guò)程中，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力G﹣F浮 所做的功為有用功，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做功為額外功，
此過(guò)程中該滑輪組的機(jī)械效率：
η===×100%≈94.3%。
答：（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力為1000N；
（2）物體在海底時(shí)的深度為30m；
（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)為3×105Pa；
（4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94.3%。

9.（2018綏化市，34，7分）

【思路分析】（1）根據(jù)公式，求出對(duì)物體做的有用功；（2）根據(jù)公式，求出拉力做的總功，根據(jù)公式，求出拉力，根據(jù)，求出人對(duì)地面的壓力，根據(jù)公式，求出人對(duì)地面的壓強(qiáng)；（3）先求出物體B的底面積，根據(jù)，求出物體B所受的浮力；（4），求出動(dòng)滑輪所受的重力，，求出乙圖中，動(dòng)滑輪所受向下的拉力，根據(jù)，求出物體B的重力，從而求出物體B的質(zhì)量，根據(jù)公式，求出物體B的密度．
【解題過(guò)程】（1）甲圖中，對(duì)物體做的有用功：；
（2）甲圖中，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)：，
繩子拉出的長(zhǎng)度：，
根據(jù)公式得：
拉力做的總功：，
根據(jù)公式得：
拉力：，
人對(duì)地面的壓力：，
人對(duì)地面的壓強(qiáng)：；
（3）物體B的底面積：，
物體B所受的浮力：；
（4）動(dòng)滑輪所受的重力：，
乙圖中，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)：，
乙圖中，動(dòng)滑輪所受向下的拉力：，
物體B所受的重力：，
物體B的質(zhì)量：，
物體B的體積：，
物塊B的密度：．

10. （2018湖北省江漢油田、潛江市、天門市、仙桃市，題號(hào)48，分值7）

【答案】（1）8000W；（2）83.3%；（3）2.5×103kg/m3。
【解析】（1）繩端移動(dòng)的速度v繩=2v石=2×0.5m/s=1m/s
花崗巖浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，拉力的功率P=Fv繩=8×103N×1m/s=8×103W
（2）花崗巖完全露出水面后勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%=83.3%
（3）花崗巖的質(zhì)量：m===2×103kg
花崗巖浸沒(méi)時(shí)受到的浮力：
F浮=G石—（2F—G輪）=2×104N—（2×8×103N—4×103N）=8×103N
花崗巖的體積V石=V排===0.8m3
花崗巖的密度ρ石==2.5×103kg/m3。

11. （2018湖北省孝感市，題號(hào)16，分值8）

【答案】（1）0.3（2）45W（3）80%（4）390N。
【解析】（1）重物上升的速度為：
由圖可知n=3,繩子自由端的速度為

（2）當(dāng)拉力為150N時(shí)，拉力的功率為：

即：

（3）當(dāng)G物=360N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為
即
（4）當(dāng)G物=360N時(shí)，F(xiàn)拉=150N，由題意得，F(xiàn)拉=(G物+G動(dòng))得：
G動(dòng)=3F拉-G物=3×150N-360N=90N
工人對(duì)高臺(tái)的壓力為：F壓=PS=2×104Pa×4×10-2m2=800N
其中：F壓=F支，人對(duì)繩子末端的拉力為：
F拉’=F支-G人=800N-640N=160N
由F拉’=（G物’+G動(dòng)）得，另一重物的重力為：
G物’=3F拉’-G動(dòng) =3×160N-90N=390N。

18. 12. （2018吉林長(zhǎng)春市，18，5分）


【思路分析】（1）根據(jù)鋼材的重力和上升的高度計(jì)算出有用；
（2）根據(jù)有用功和總功計(jì)算出機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：（1）由題意可知，起重機(jī)對(duì)鋼材所做的有用功為：
；
（2）起重機(jī)的機(jī)械效率為：。

13. （2018吉林，17，5分）
如圖4所示，用400N的拉力F，將重900N的木箱勻速提升1m。求：（1）拉力所做的功；（2）該滑輪組的機(jī)械效率。
【思路分析】（1）根據(jù)拉力和繩端移動(dòng)距離計(jì)算出拉力做的功；
（2）根據(jù)木箱的重力和上升的距離計(jì)算出有用功，再計(jì)算出機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】
解：（1）拉力做功：Ｗ總=Fs=400N×3m=1200J；
（2） 有用功：Ｗ有=Fs=Gh=900N×1m=900J，
滑輪組機(jī)械效率為：。

14. （2018江蘇省蘇州市，題號(hào)25，分值6）

【答案】（1）5000Pa；（2）83.3%；（3）20N
【解析】（1）對(duì)地面的壓強(qiáng)：
（2）有用功，總功，
機(jī)械效率；
（3）。

15. （2018內(nèi)蒙古自冶區(qū)包頭市，12，9分）
我國(guó)自主研制的第三代常規(guī)動(dòng)力潛艇具備先進(jìn)的通訊設(shè)備、武器、導(dǎo)航等系統(tǒng)和隱蔽性強(qiáng)，噪聲低、安全可靠等優(yōu)異性能，主要技術(shù)參數(shù)如下表（海水的密度近似為1.0×kg/m3，g=10N/kg）。求：
排水量
水上2250t，水下3000t
最大潛水深度
3000m
最大航速
水上30km/h，水下36 km/h
最大輸出功率（水下）
3000kW
(1)潛艇在水上航行時(shí)受到的浮力是多少？在水下行駛時(shí)排開水的體積是多少？
(2)潛艇由水下某位置下潛到最大潛水深度處，潛艇上一個(gè)面積是400cm2的觀察口受到海水的壓力增大了
4×N，則潛艇原來(lái)位置的深度是多少？
(3)潛艇在水下以最大輸出功率勻速行駛1h，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量是多少？若發(fā)動(dòng)機(jī)以最大輸出功率工作時(shí)螺旋槳推進(jìn)器效率為80％，潛艇以最大航速勻速行駛時(shí)受到水的平均阻力f是多少？
【思路分析】（1）根據(jù)潛艇在水上航行時(shí)的狀態(tài)，結(jié)合物體的浮沉條件分析出受到的阻力；
再根據(jù)水下航行時(shí)排開水的質(zhì)量計(jì)算出排開水的體積；
（2）根據(jù)題意計(jì)算出觀察口受到海水的壓強(qiáng)的變化量，再根據(jù)最大深度計(jì)算出此時(shí)受到水的壓強(qiáng)，分析出原來(lái)的深度受到水的壓強(qiáng)，最后根據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式計(jì)算出原來(lái)的深度；
（3）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率和工作時(shí)間計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量；
根據(jù)效率計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的有用功率，再結(jié)合航行的速度計(jì)算出牽引力的大小，最后分析出受到水的阻力的大小.
【解題過(guò)程】
解：（1）由于潛艇在水上航行時(shí)，漂浮在水面上，所以受到的浮力為：
，
由題意可知，水下航行時(shí)排開水的體積為：；
（2）由題意可知，潛艇觀察口受到海水的壓強(qiáng)的變化量為：，
在最大深度受到水的壓強(qiáng)：，
在原來(lái)的位置受到水的壓強(qiáng)：，
潛艇原來(lái)位置的深度為：；
（3）由題意可知，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量為：，
發(fā)動(dòng)機(jī)的有用功率為：，
最大航速勻速行駛時(shí)的牽引力的大小為：，
因?yàn)闈撏蛩傩旭?，受到平衡力的作用，所以最大航速勻速行駛時(shí)受到水的平均阻力為：.
16.（2018呼和浩特，16，4）如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速豎直向上提升同一重物，從相同位置開始提升至同一高度處，求：
（1）若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比；
（2）若不計(jì)繩重及摩擦，重物質(zhì)量為400g，動(dòng)滑輪質(zhì)量為100g，勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。

【思路分析】本題考查滑輪組的機(jī)械效率。（1）若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，拉力應(yīng)該是物重的，圖甲中F1是物重的；圖乙中F2是物重的；由此可求出兩次拉力之比；（2）因?yàn)橛眉?、乙兩種滑輪組將相同的物體升高相同的高度，根據(jù)W有用=Gh可知兩滑輪組的有用功相同，因?yàn)橛眉住⒁覂煞N滑輪組中動(dòng)滑輪的質(zhì)量相同，重力相同，根據(jù)W額外=G輪h可知兩滑輪組的額外功也相同，因此甲、乙兩種滑輪組的機(jī)械效率相等，故可根據(jù)公式求η=出勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】（1）不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，拉力F1和F2之比為：
==
（2）因?yàn)榧?、乙兩裝置提升同一重物，且從相同位置開始提升至同一高度處，因此兩裝置所做的有用功相同，又因?yàn)閯?dòng)滑輪的重力也相同，而繩重及摩擦不計(jì)，因此兩裝置所做的額外功也相同，故甲、乙兩裝置的機(jī)械效率相等，即：
η甲=η乙
====80%
答：（1）不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，拉力F1和F2之比為3：2；（2）不計(jì)繩重及摩擦，勻速拉動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率均為80%

17. （2018四川省德陽(yáng)市，45，8分）
如圖所示為一吊運(yùn)設(shè)備的簡(jiǎn)化模型圖,圖中虛線框里是滑輪組(未畫出)?；喗M繩子自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng),現(xiàn)用該設(shè)備先后搬運(yùn)水平地面上的物體A和B,已知物體重力GA=1.75GB，當(dāng)對(duì)A以豎直向上的拉力TA=1500N時(shí),物體A靜止,受到地面持力是NA,當(dāng)對(duì)B以豎直向上的拉力TB=1000N時(shí),物體B也靜止,受到地面支持力是NB；且NA=2NB求:
(1)物體A的重力GA,和地面支持力NA大??；(4分)
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子的自由端施以F=625N的拉力時(shí),物體B恰以速度v被勻速提升,已知此時(shí)拉力F功率為500W,滑輪組機(jī)械效率為80%,不計(jì)各種摩擦和繩子質(zhì)量,物體B的速度v為多少。(4分)


【思路分析】（1）對(duì)A、B進(jìn)行受力分析，F(xiàn)A+NA=GA，F(xiàn)B+NB=GB，已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；
（2）知道提升重物B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率和繩子自由端的拉力，可利用公式η計(jì)算出吊著物體的繩子的段數(shù)。
知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV計(jì)算出繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度，從而可以計(jì)算出物體B勻速上升的速度v。
【解題過(guò)程】
（1）當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA；
對(duì)A，由力的平衡條件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA --------①
已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，
所以①式可寫為：1500N+2NB=1.75GB------------②
當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；
對(duì)B，由力的平衡條件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB---------③
②-③得，500N+NB=0.75GB--------④
③-④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，
代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；
（2）繩子自由端的拉力F2=625N，η=80%，則η==80%，解得：n=4；
繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度為：，
則物體B勻速上升的速度為：v=v繩=×0.8m/s=0.2m/s。
答：（1）物體A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N；
（2）物體B的速度v為0.2m/s。

18. （2018四川遂寧，19，7）質(zhì)量為60kg的工人站在水平地面上，用如圖裝置勻速打撈浸沒(méi)在長(zhǎng)方形水池中的物體，水池底面積為15m2，物體重2000N、體積為0.1m3，物體未露出水面前，此裝置機(jī)械效率為80%.(不考慮水對(duì)物體的阻力、繩重及繩與滑輪間的摩擦)g取10N/kg 求:



(1)物體浸沒(méi)在水中受到的浮力；
(2)動(dòng)滑輪的重力；
(3)若工人雙腳與地面的接觸面積為500cm2,當(dāng)他對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×103Pa時(shí)，池底受到水的壓強(qiáng)的變化量.
【思路分析】本題考查浮力、機(jī)械效率、力的平衡和壓強(qiáng).（1）因?yàn)槲矬w的體積為0.1m3，根據(jù)浮力的計(jì)算公式 F浮=r液gV排可求出物體浸沒(méi)在水中所受的浮力；（2）當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí)，物體受到浮力、滑輪對(duì)物體的拉力和重力的作用，因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率為80%，根據(jù)η=可求出繩子自由端拉力F的大小，再根據(jù)力的平衡條件可以求出動(dòng)滑輪的重力；（3）因?yàn)楣と穗p腳與地面的接觸面積為500cm2，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×103Pa，根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算公式的變形公式可求出工人對(duì)地面的壓力F的大小，根據(jù)力的平衡條件求出繩子對(duì)工人的拉力,進(jìn)而求出物體所受浮力F浮1的大小，因?yàn)楦×Φ淖兓鹆薞排的變化，從而引起了液體深度的變化，因此利用浮力的變化量根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式求出壓強(qiáng)的變化量.
【解題過(guò)程】（1）當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí),物體所受的浮力為:
F浮=r液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=103N
（2）當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%，可得：
η==
80%=
F=312.5N
根據(jù)力的平衡條件可得：
4F=G-F浮+G輪
G輪=250N
（3）人對(duì)地面的壓力為：
F人=pS=2.0×103Pa×500×10-4m2=100N
因?yàn)?F拉+F支=G人
所以 F拉=G人-F支=60kg×10N/kg-100N=500N
因?yàn)? 4F拉=G輪+G-F浮1
所以 F浮1=G輪+G-4F拉=250N
壓強(qiáng)的變化量為：
Δp===50Pa
答：（1）物體浸沒(méi)在水中受到的浮力為103N；（2）動(dòng)滑輪的重力為250N；（3）池底受到水的壓強(qiáng)的變化量為50Pa

19. （2018四川省資陽(yáng)市，16，10分）

【思路分析】（1）由圖丙可知第1s內(nèi)物體的速度，從而判斷出包裹所處的狀態(tài)，然后對(duì)包裹和吊籃整體受力分析，根據(jù)力的平衡條件得出等式，由圖乙讀出拉力的大小，進(jìn)一步求出地面對(duì)物體的支持力；
（2）由圖丙可知第3s內(nèi)包裹的速度，從而判斷出包裹所處的狀態(tài)，根據(jù)圖乙讀出拉力的大小，由圖甲可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，由v繩=nv求出繩端移動(dòng)的速度，根據(jù)計(jì)算拉力F的功率；最后根據(jù)求出滑輪組的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】（1）由圖丙可知，第1s內(nèi)物體的速度為零，處于靜止?fàn)顟B(tài)，
不計(jì)動(dòng)滑輪重量、繩重以及摩擦，對(duì)包裹和吊籃的整體進(jìn)行受力分析可知，受到豎直向下的總重力和豎直向上地面的支持力、3股繩子的拉力，
由力的平衡條件可得：G+G吊籃=3F拉+F支持，
由圖乙可知，第1s內(nèi)的拉力F拉=30N，
則地面對(duì)物體的支持力：
F支持=G+G吊籃-3F拉=G+m吊籃g-3F拉=100N+2kg×10N/kg-3×30N=30N；
（2）由圖丙可知，第3s內(nèi)包裹的速度為2.5m/s，處于平衡狀態(tài)，
由圖乙可知此時(shí)的拉力F=40N，由圖甲可知n=3，
則繩子自由端移動(dòng)的速度：v繩=3v=3×2.5m/s=7.5m/s，
第3s內(nèi)拉力F的功率：；
滑輪組的機(jī)械效率：。
答：（1）第ls內(nèi)地面對(duì)物體的支持力為30N；
（2）第3s內(nèi)拉力F的功率P為300W，滑輪組的機(jī)械效率為83.3%。

20. （2018廣西北部灣，31，10）如圖所示，實(shí)心物體A漂浮在水面上，現(xiàn)利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑輪組拉動(dòng)A，使A向下運(yùn)動(dòng)。已知A的體積為1m3，密度為0.5×103kg/m3．動(dòng)滑輪重為1×103N，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)拉繩子的功率為1.2×103w且保持不變，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，求：
（1）A的重力；
（2）A浸沒(méi)在水中受到的浮力；
（3）A向下運(yùn)動(dòng)的最小速度；
（4）A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑輪組機(jī)械效率的最大值。

【思路分析】（1）已知A的體積和密度可求得其質(zhì)量，利用G=mg可求得其重力；
（2）已知A的體積，利用F浮=ρ水gV排可求得A浸沒(méi)在水中受到的浮力；
（3）由圖知當(dāng)繩子對(duì)物體A拉力最大時(shí)A向下運(yùn)動(dòng)的速度最?。粚?duì)A做受力分析可得，當(dāng)A完全浸沒(méi)時(shí)繩子對(duì)物體A拉力最大：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F=（F浮﹣G），由P===Fv可求得繩子下運(yùn)動(dòng)的最小速度，然后可知A向下運(yùn)動(dòng)的最小速度；
（4）由題意知A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，利用η==可求得滑輪組機(jī)械效率的最大值：
【解題過(guò)程】解：（1）由ρ=可得，A的質(zhì)量：
mA=ρAVA=0.5×103kg/m3×1m3=0.5×103kg；
A的重力：
GA=mAg=0.5×103kg×10N/kg=5000N；
（2）A浸沒(méi)在水中V排=VA=1m3，
A浸沒(méi)在水中受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N；
（3）當(dāng)A完全浸沒(méi)時(shí)繩子對(duì)物體A拉力最大，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力：
F=（F浮﹣G+G動(dòng)）=（1×104N﹣5000N+1×103N）=2000N，
由P===Fv可得，繩子端向下運(yùn)動(dòng)的最小速度：
v繩=v===0.6m/s；
則A向下運(yùn)動(dòng)的最小速度v=v繩=×0.6m/s=0.2m/s；
（4）當(dāng)A完全浸沒(méi)時(shí)繩子對(duì)物體A拉力最大，A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的有用功：
W有用=（F浮﹣G）h，
總功W總=Fs=（F浮﹣G+G動(dòng)）3h=（F浮﹣G+G動(dòng)）h，
滑輪組機(jī)械效率的最大值：
η====≈83.3%。
答：（1）A的重力為5000N；
（2）A浸沒(méi)在水中受到的浮力為1×104N；
（3）A向下運(yùn)動(dòng)的最小速度為0.2m/s；
（4）A向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑輪組機(jī)械效率的最大值為83.3%。

21. （2018江蘇常州，29，9） (9分)南極冰面上，科考隊(duì)用拖拉機(jī)借助繩索水平牽引裝有貨物的輕質(zhì)木箱，運(yùn)輸貨物.
(1)木箱底面積為5m2，質(zhì)量不計(jì)，水平冰面能承受的最大壓強(qiáng)為1×104Pa，g取10N/kg，求木箱內(nèi)可裝貨物的最大質(zhì)量?
某次運(yùn)輸過(guò)程中，拖拉機(jī)用繩索牽引裝有貨物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度勻速直線行駛10km、消耗柴油1kg，牽引木箱做功的功率為9kW，q柴油=4.5×107J/kg.
(2)求該運(yùn)輸過(guò)程中，冰面對(duì)木箱的摩擦力大小?
(3)求該運(yùn)輸過(guò)程，柴油完全燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為繩索牽引木箱做功的效率?

答案：(1)mmax=5000kg
(2)f=900N
(3)η=20%
【思路分析】本題考查了壓強(qiáng)、重力公式、功率、效率、二力平衡等知識(shí)點(diǎn)。（1）根據(jù)壓強(qiáng)公式p=F/S得到：Fmax=pS=1×104Pa×5m2=5×104N；根據(jù)G=mg得到：mmax=G/g=Fmax/g=5×104N/10N/kg=5×103kg；（2）根據(jù)P=W/t=Fs/t=Fv得到：F牽=P/v=9000W/(36/3.6m/s)=900N；由于勻速直線運(yùn)動(dòng)，f摩與F牽是一對(duì)平衡力，所以f摩=F牽=900N；（3）柴油完全燃燒放出的熱量Q=mq=1kg×4.5×107J/kg=4.5×107J，克服摩擦力所做的功W=f摩×s=900N×104m=9×106J。

22. （2018山東東營(yíng)，23，11） 如圖所示，某施工隊(duì)利用滑輪組從水中提取物體，上升過(guò)程中物體始終不接觸水底。已知物體質(zhì)量為4t，體積為1m3．（g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
（1）物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)，求物體所受浮力的大??；
（2）物體下表面與水面距離為3m時(shí)，求物體下表面所受水的壓強(qiáng)；
（3）若不計(jì)動(dòng)滑輪的自重、繩重和摩擦，當(dāng)浸沒(méi)在水中的物體被勻速提升時(shí)，求電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力；
（4）物體離開水面后，在電動(dòng)機(jī)作用下勻速上升，若電動(dòng)機(jī)功率為9kW、對(duì)繩子的拉力為1.5×104N，求物體上升的速度和滑輪組的機(jī)械效率（機(jī)械效率精確到0.1%）。

【思路分析】（1）已知物體排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理求物體受到的浮力：
（2）根據(jù)p=ρ水gh求物體下表面所受的壓強(qiáng)：
（3）已知物體的質(zhì)量，
根據(jù)G=mg求物體所受的重力；
根據(jù)力的平衡，求動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力F1，
繩子的有效段數(shù)為3，根據(jù)F2=求電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力；
（4）由P===Fv，求出電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度，根據(jù)v=vM求物體上升的速度；
根據(jù)η====×100%求滑輪組的機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：
（1）根據(jù)阿基米德原理，物體受到的浮力：
F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N；
（2）物體下表面所受的壓強(qiáng)：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa；
（3）物體的質(zhì)量：m=4t=4×103kg，
物體所受的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N；
根據(jù)力的平衡，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力：F1=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N，
繩子的有效段數(shù)為3，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力：
F2==3×104N/3=1×104N；
（4）由P===Fv，
電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為：
vM===0.6m/s
物體上升的速度為：v=vM=×0.6m/s=0.2m/s，
滑輪組的機(jī)械效率為：
η=====×100%≈88.9%。
答：（1）物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)，物體所受浮力的大小為1×104N；
（2）物體下表面與水面距離為3m時(shí)，物體下表面所受水的壓強(qiáng)為3×104Pa；
（3）若不計(jì)動(dòng)滑輪的自重、繩重和摩擦，當(dāng)浸沒(méi)在水中的物體被勻速提升時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為1×104N；
（4）物體離開水面后，在電動(dòng)機(jī)作用下勻速上升，若電動(dòng)機(jī)功率為9kW、對(duì)繩子的拉力為1.5×104N，物體上升的速度為0.2m/s，滑輪組的機(jī)械效率為88.9%。

23. （2018四川巴中，30，6）工人利用如圖所示的滑輪組從2m深的枯井中提升重物，所用的拉力為250N，物體在5s內(nèi)勻速?gòu)木兹可仙骄?。（不?jì)繩重和各處摩擦）求：
（1）繩子自由端移動(dòng)的速度
（2）拉力的功率；
（3）若滑輪組的機(jī)械效率為80%，求所提升物體的重力大小。

【思路分析】（1）由圖可知繩子的有效股數(shù)為2，繩端移動(dòng)距離s和物體h之間的關(guān)系是s=nh，根據(jù)v=算出繩子自由端移動(dòng)的速度；
（2）利用W=Fs表示出拉力做的總功，根據(jù)P=可求得拉力的功率；
（3）根據(jù)η=×100%求出滑輪組的有用功，根據(jù)W=Gh算出物體的重力。
【解題過(guò)程】解：（1）由圖可知n=2，s=nh=2×2m=4m，
繩子自由端移動(dòng)的速度：v===0.8m/s；
（2）拉力做的總功：
W總=Fs=250N×4m=1000J，
拉力的功率：P===200W；
（3）根據(jù)η=×100%知人做的有用功：
W有=η×W總=80%×1000J=800J；
物體的重力：
G===400N。
答：（1）繩子自由端移動(dòng)的速度為0.8m/s；
（2）拉力的功率為200W；
（3）若滑輪組的機(jī)械效率為80%，所提升物體的重力大小為400N。

24. （2018四川成都，35，6）如圖甲所示，A、B為不同材料制成的體積相同的實(shí)心正方體，浸沒(méi)在圓柱形容器的水中，容器內(nèi)部底面枳是正方體下表面積的4倍。沿固定方向緩慢勻速拉動(dòng)繩子，開始時(shí)刻，A的上表面剛好與水而相平，滑輪組繩子自由端的拉力大小為F0，F(xiàn)隨繩端移動(dòng)距離S繩變化的圖象如圖乙所示，已知?jiǎng)踊喌闹亓動(dòng)=5N，g取10N/kg。除了連接A、B間的繩子承受拉力有一定限度外，其它繩子都不會(huì)被拉斷?；喤c軸的摩擦、繩的質(zhì)量等次要因素都忽略不計(jì)，忽略水面升降變化。
（1）正方體A、B之間的繩子長(zhǎng)度L繩是多少？
（2）正方體A和B的密度ρA、ρB分別是多少？
（3）整個(gè)過(guò)程中，水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量△P是多少？

【思路分析】（1）由圖乙可以看出從D到E的過(guò)程中拉力的大小不變，由此可知，D點(diǎn)是物體A的下表面剛好離開水面的時(shí)候，E點(diǎn)是B的上表面剛好到達(dá)水面的時(shí)候。所以物體在這個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離就是A、B間繩子的長(zhǎng)度。
（2）由圖乙CD段可知，此過(guò)程是物體A出水面的過(guò)程，所以可求物體A上升的距離，此過(guò)程中，A、B排開液體的體積變化量，就是物體A的體積，設(shè)物體A的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)容器內(nèi)部底面枳是正方體下表面積的4倍，可求得正方體A的邊長(zhǎng)，然后可求得其體積，再利用FA=ρ水gV排求得A受到的浮力，因?yàn)锳、B兩物體的體積相同，所以物體B浸沒(méi)時(shí)受到的浮力也等于A受到的浮力，由題意和圖乙可知：在C點(diǎn)和D點(diǎn)時(shí)，繩端的拉力，因?yàn)镋、J間的距離小于C、D間的距離，說(shuō)明物體A、B間的繩子斷了。K點(diǎn)是繩子斷了之后，此時(shí)繩端的拉力，聯(lián)立兩個(gè)等式即可求得A、B的重力，利用G=mg可求得其質(zhì)量，然后利用密度公式可求得正方體A和B的密度。
（3）J點(diǎn)是A、B間繩子斷開的瞬間，此時(shí)繩端的拉力為=，把GA=25N，GB=20N，F(xiàn)0=15N代入上式，可求得．繩子斷開瞬間與初始狀態(tài)相比，頁(yè)面的高度差最大，因此水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化也最大；又因?yàn)樗矫嫔系膱A柱形容器中，然后可求液體對(duì)容器底部的壓力變化量。
【解題過(guò)程】解：（1）由圖甲可知，物體AB由兩端繩子承擔(dān)，由圖乙可以看出從D到E的過(guò)程中拉力的大小不變，由此可知，D點(diǎn)是物體A的下表面剛好離開水面的時(shí)候，E點(diǎn)是B的上表面剛好到達(dá)水面的時(shí)候。所以物體在這個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離就是A、B間繩子的長(zhǎng)度。
正方體A、B之間的繩子長(zhǎng)度L繩===0.15m，
（2）由圖乙CD段可知，此過(guò)程是物體A出水面的過(guò)程。繩端移動(dòng)的距離為0.15 m，
所以物體A上升的離h==0.075m；
此過(guò)程中，A、B排開液體的體積變化量，即為物體A的體積。
則△V排=VA=S容﹣△h，
設(shè)物體A的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，已知容器內(nèi)部底面枳是正方體下表面積的4倍。
則L3=4L2×（L﹣0.075m）
解得：L=0.1 m。
物體A的體積VA=VB=L3=（0.1m）3=10﹣3m3，
物體A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力FA=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，
因?yàn)锳、B兩物體的體積相同，所以物體B浸沒(méi)時(shí)受到的浮力
FB=FA=10N，
由題意和圖乙可知：在C點(diǎn)時(shí)，繩端的拉力F0=，
在D點(diǎn)時(shí)，繩端的拉力=，
因?yàn)镋、J間的距離小于C、D間的距離，說(shuō)明物體A、B間的繩子斷了。
K點(diǎn)是繩子斷了之后，此時(shí)繩端的拉力F0=。
聯(lián)立上式可以解得GA=25N，GB=20N，F(xiàn)0=15N。
則mA===2.5kg，mB===2kg，
正方體A的密度ρA===2.5×103kg/m3，
正方體B的密度ρB===2×103kg/m3，
（3）J點(diǎn)是A、B間繩子斷開的瞬間，此時(shí)繩端的拉力=，
把GA=25N，GB=20N，F(xiàn)0=15N代入上式，解得=5N。
繩子斷開瞬間與初始狀態(tài)相比，頁(yè)面的高度差最大，因此水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化也最大。
又因?yàn)樗矫嫔系膱A柱形容器中，液體對(duì)容器底部的壓力變化量△F=△F浮=FA+FB﹣=10N+10N﹣5N=15N，
對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量△P====375Pa。
答：（1）正方體A、B之間的繩子長(zhǎng)度L繩是0.15m
（2）正方體A密度ρA為2.5×103kg/m3：B的ρB是2×103kg/m3：
（3）整個(gè)過(guò)程中，水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量△P為375Pa。

25. （2018湖北省黃岡市，17題，7分）爬梯式混凝土攪拌機(jī)（如圖）是用于一般建筑工地、橋梁水電等工程的建筑機(jī)械，由攪拌部分和提升部分組成．工作時(shí)，攪拌機(jī)將原料加工成混凝土后自動(dòng)倒入運(yùn)料斗．在提升電機(jī)的帶動(dòng)下，運(yùn)料斗通過(guò)頂端的定滑輪沿豎直爬梯上升到一定位置，然后將混凝土卸下．已知某型號(hào)爬梯式混凝土攪拌機(jī)部分參數(shù)如下表所示．求：


型號(hào)
JZM×××
整機(jī)重量（kg）
1970
空的運(yùn)料斗重(N)
600
提升電機(jī)功率（kW）
4.5

（1） 若攪拌機(jī)與地面的接觸面積為0.05 m2，則工作前攪拌機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？
（2） 若運(yùn)料斗每完成一次運(yùn)料平均耗時(shí)1 min，每次所裝混凝土質(zhì)量為400 kg，則運(yùn)送30 m3的混凝土需要多長(zhǎng)時(shí)間？高混凝土的密度為2.0×103 kg/m3．
（3） 某次將裝有4000 N混凝土的運(yùn)料斗提升到某高度用時(shí)16 s，提升部分的機(jī)械效率為80%．則提升過(guò)程中運(yùn)料斗受到爬梯的阻力是多大？不計(jì)繩重、滑輪摩擦及空氣阻力．
【思路分析】（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知質(zhì)量，由G=mg可計(jì)算出整機(jī)的重力，工作前攪拌機(jī)靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力等于自身重力，所以根據(jù)即可計(jì)算出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)密度公式可計(jì)算出30m3混凝土的質(zhì)量，進(jìn)一步可計(jì)算出需要?jiǎng)蛩俚拇螖?shù)，從而計(jì)算出運(yùn)送時(shí)間；
（3）運(yùn)料斗提升混凝土?xí)r有用功為W有用=G混h，額外功為克服運(yùn)料斗重力和摩擦做的功，所以額外功W額=G斗h+fh，據(jù)此計(jì)算出阻力.
【解題過(guò)程】（1）工作前攪拌機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為
（2）30m3混凝土的總質(zhì)量為m總=ρV總=2.0×103kg/m3×30m3=60000kg
故運(yùn)送30 m3的混凝土所需要的時(shí)間為
（3）設(shè)運(yùn)料斗被提升的高度為h，則有

26. （2018四川達(dá)州市，41，7分） 如圖是利用滑輪組打撈水中物體的簡(jiǎn)化模型示意圖，工人用一滑輪組從水中打撈物體．已知：物體的質(zhì)量為90kg且以恒定速度勻速上升，當(dāng)物體完全露出水面，工人對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力F1為400N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為75％（繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，g＝10N/kg）
（1）請(qǐng)你根據(jù)題目中的條件，判斷出工人所使用滑輪組是下列的_______圖．
（2）工人的質(zhì)量為60kg，雙腳與地面接觸面積為2.5×10-3m2，物體浸沒(méi)在水中和完全被打撈出水面時(shí)工人對(duì)地面的壓強(qiáng)變化了4×104Pa，求物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力．
（3）若物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)，工人拉力的功率為180W，求物體上升的速度．

【思路分析】（1）根據(jù)公式，求出與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)，判斷出所使用的滑輪組；（2）物體在空中勻速上升時(shí)，根據(jù)工人對(duì)地面的壓力等于人的重力和繩的拉力之差，求出人對(duì)地面的壓力，根據(jù)公式，求出物體浸沒(méi)在水中和完全被打撈出水面時(shí)工人對(duì)地面的壓力差，從而求出物體浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)人對(duì)地面的壓力，求出物體浸沒(méi)在水勻速上升中時(shí)，工人對(duì)地面的壓力，物體在空中勻速上升時(shí)，繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，根據(jù)公式，求出動(dòng)滑輪重，再根據(jù)公式，求出物體浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，作用在滑輪組上的力，最后根據(jù)公式，求出物體受到的浮力；（3）根據(jù)公式，求出繩子移動(dòng)的速度，再根據(jù)公式，求出物體浸沒(méi)在水中上升的速度．
【解題過(guò)程】（1）物體的重力：，根據(jù)公式得：與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)：，∴工人所使用滑輪組是下列的A圖；
（2）工人的重力：，物體在空中勻速上升時(shí)，工人對(duì)地面的壓力：，根據(jù)公式得：工人對(duì)地面的壓力的變化：，物體浸沒(méi)在水中時(shí)，工人對(duì)地面的壓力：，物體在空中勻速上升時(shí)，繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，根據(jù)公式得：動(dòng)滑輪重：，物體浸沒(méi)在水中時(shí)，工人對(duì)繩的拉力：，物體對(duì)滑輪組的拉力：，∵物體間力的作用是相互的，∴滑輪組對(duì)物體的拉力：，∴物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力：；
（3）物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)，根據(jù)公式得：繩子移動(dòng)的速度：，物體上升的速度：．
27. （2018四川省南充市，題號(hào)26，分值8）如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過(guò)程，已知物體下降的距離為3m，用時(shí)3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦）
（1）求工人放繩的速度。
（2）求滑輪組的效率η1。
（3）如果物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率為η2，已知η1：η2=4:3（物體在水中仍勻速下降，動(dòng)滑輪不會(huì)浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g=10N/kg）。求當(dāng)物體完全浸沒(méi)水中后，工人對(duì)地面的壓力。

【思路分析】根據(jù)速度公式來(lái)計(jì)算放繩的速度；根據(jù)機(jī)械效率的公式計(jì)算效率；根據(jù)滑輪組的特點(diǎn)，阿基米德原理來(lái)計(jì)算壓力的大小。
【解題過(guò)程】
（1）物體下放的速度為：；
（2）有用功為：，拉力方向上通過(guò)的距離為4×3m=12m?？偣椋海藭r(shí)的機(jī)械效率為：；
（3）此時(shí)的機(jī)械效率為： ，因?yàn)?，所以，根?jù)第二問(wèn)得到動(dòng)滑輪的重力為：，根據(jù)滑輪組的性質(zhì)有:當(dāng)物體全部浸沒(méi)到水中時(shí)，繩子自由端的拉力：①
又因?yàn)棰?br /> 聯(lián)立①②解答得到：，，工人對(duì)地面的壓力為：。
28. （2018年山東省濰坊市，23，4分） 如圖所示，工人用滑輪組提升重為400N的貨物，所用拉力恒為240N，貨物被勻速提升10m.求：

（1）工人做的功；
（2）滑輪組的機(jī)械效率.
【思路分析】（1）根據(jù)題意判斷出承擔(dān)物體重力的繩子數(shù)，由滑輪組的工作特點(diǎn)計(jì)算出繩子自由端移動(dòng)的距離，再根據(jù)拉力計(jì)算出工人做的功；
（2）根據(jù)題意由重力和物體上升的高度計(jì)算出有用功，再由機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算出機(jī)械效率。
【解題過(guò)程】解：（1）繩子自由端移動(dòng)的距離：,
工人做的功：；
（2）有用功：
機(jī)械效率：。


四、實(shí)驗(yàn)探究題
1. （2018山東德州，23，6） 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率：
步驟
如圖所示為測(cè)量某滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。
①實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。
②分析表中數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)2是用圖　?　做的實(shí)驗(yàn)。
③實(shí)驗(yàn)序號(hào)3中的機(jī)械效率η=　?　。
裝置圖

表格
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
鉤碼重量G/N
鉤碼上升高度h/m
繩端拉力F/N
繩端移動(dòng)距離s/m
機(jī)械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4

結(jié)論
通過(guò)比較　? （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。
通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率　?
問(wèn)題討論
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)靜止時(shí)讀數(shù)。你認(rèn)為他的想法
　? （選填“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤](méi)有考慮到　? 對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。

【思路分析】（1）②根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，求出實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)分析；
求出實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)分析；
③根據(jù)η==×100%求第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，找出合適的次數(shù)；
比較實(shí)驗(yàn)2和3的相同條件和不同條件得出結(jié)論；
（3）在測(cè)力計(jì)靜止時(shí)，不會(huì)克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮。
【解題過(guò)程】解：（1）②根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，故實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)：
n===3；
實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)：
n===3；
由表格數(shù)據(jù)知：第1次實(shí)驗(yàn)物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實(shí)驗(yàn)，第2次是用乙圖做的：
③第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η3===×100%=80%；
（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實(shí)驗(yàn)符合要求，可以得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。
比較實(shí)驗(yàn)2和3可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；
（3）在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出了數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因?yàn)樗龥](méi)有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。
故答案為：②乙；③80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。

2. （2018山東泰安，22，5）圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A′位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到B′位置，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：
（1）物體提升的高度是 cm，拉力是 N，該滑輪組的機(jī)械效率η= ；
（2）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

【思路分析】（1）讀出BB'之間的距離，根據(jù)滑輪組的特點(diǎn)求出物體上升的高度；根據(jù)測(cè)力計(jì)的分度值讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)；知道物體重力和物體升高的距離，求出繩子自由端移動(dòng)的距離，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；根據(jù)η=求出機(jī)械效率。
（2）根據(jù)額外功的變化判定機(jī)械效率的變化。
【解題過(guò)程】解：（1）測(cè)力計(jì)B位置勻速提升到B'位置，測(cè)力計(jì)上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動(dòng)滑輪，則物體上的高度為：h=s=×15.0cm=5.0cm；
由圖可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N；
該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：η====75%；
（3）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，此時(shí)有用功不變，克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大，故機(jī)械效率變小。
故答案為：（1）5.0； 2；75%；（2）變小。

3. （2018四川綿陽(yáng)，19，6） 某小組同學(xué)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)步驟有：
（i）按照如圖所示安裝滑輪組，測(cè)鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置
（ii）用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢拉動(dòng)繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s；
（iii）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）；
（iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；
（v）用動(dòng)滑輪質(zhì)量不同的兩個(gè)滑輪組吊相同的鉤碼，分別測(cè)機(jī)械效率；
（vi）分析測(cè)量結(jié)果，討論影響機(jī)械效率的因素
回答以下問(wèn)題：
（1）除了如圖所示器材和彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要的器材是 。
（2）滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式是η= （用直接測(cè)得的物理量符號(hào)表示）。
（3）關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為正確的有 （填序號(hào)，可能不止一項(xiàng)正確）。
A．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越小
B．在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越大
C．忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同
D．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同
E．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越大
F．忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越小


【思路分析】本題考查了實(shí)驗(yàn)探究滑輪組的機(jī)械效率，要學(xué)會(huì)依據(jù)公式（原理）確定實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)所要測(cè)量的物理量、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)等能力。（1）有圖可知缺少什么工具；（2）滑輪組是用繩子把定滑輪和動(dòng)滑輪組裝而成的機(jī)械裝置，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率公式η====分析探究所需要測(cè)量的工具以及測(cè)量的量、表達(dá)式；（3）滑輪組機(jī)械效率與物體重力、動(dòng)滑輪的重力，以及摩擦力的大小有關(guān)，在有用功不變的情況下，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低。
【解題過(guò)程】解：（1）由圖可知，除了滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要測(cè)量高度的刻度尺；
（2）由滑輪組的圖上可知，n=3
滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs，
機(jī)械效率的表達(dá)式為η==；
（3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機(jī)械效率越小，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、忽略摩擦，滑輪組的機(jī)械效率，與定滑輪的質(zhì)量無(wú)關(guān)，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機(jī)械效率相同，故C錯(cuò)誤、D正確；
EF、忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯(cuò)誤。
故選ADE。
故答案為：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。

4. （2018湖北襄陽(yáng)，22，3）某同學(xué)“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
實(shí)驗(yàn)時(shí)把更72N的物體吊在滑輪上，向上緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出物體上升高度和繩端移動(dòng)距離分別為0．lm和0.3m。圖小彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 N，滑輪組機(jī)械效率為 %．如果用此滑輪組提升另一重為10N的物體，它的機(jī)械效率 （填“變大”、“變小”或“不變”）。

【思路分析】根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀數(shù)；
根據(jù)η=×100%=×100%求出機(jī)械效率；
不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，據(jù)此進(jìn)行解答。
【解題過(guò)程】解：由圖可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，示數(shù)為3N；
滑輪組機(jī)械效率為：η=×100%=×100%=×100%=80%；
不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率：
滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，第一次提升物體的重力為7.2N，如果用該滑輪組提升10N的物體，物體的重力變大，滑輪組的機(jī)械效率變大。
故答案為：3；80；變大。

5. （2018遼寧省鞍山市，第31題，6分）

【答案】（1）62.5 0.6 少 高 （2）小木塊移動(dòng)的距離 速度
【解析】（1）木塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力做的總功為，其中有用功為，則斜面的機(jī)械效率，額外功為,滑動(dòng)摩擦力為；繼續(xù)探究，可得結(jié)論：斜面越陡，省力越少，機(jī)械效率越高；（2）用斜面探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)時(shí)，使小球從斜面不同高度由靜止開始滑下，撞擊水平面上的小木塊，通過(guò)觀察小木塊移動(dòng)的距離，比較小球動(dòng)能的大??；此時(shí)小球的質(zhì)量不變，可以探究動(dòng)能與速度的關(guān)系。

6.（2018貴州黔三州，18，8） 如圖為某同學(xué)測(cè)動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。他用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A′位置勻速豎直上升到B′位置，這個(gè)過(guò)程用時(shí)2秒，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F．請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：
（1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺，其中多余的器材是 ；
（2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是 cm。
（3）若彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1.2N，則這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是 ，拉力F做功的功率是 W。

【思路分析】（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量；
（2）根據(jù)刻度尺的分度值讀數(shù)；
（3）讀出測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，根據(jù)機(jī)械效率公式求出效率，根據(jù)功率公式求出功率。
【解題過(guò)程】解：（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量，故多余的器材是天平；
（2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm；
（3）彈簧測(cè)力計(jì)從25cm開始上升，上升到45cm處，繩子末端移動(dòng)的距離s=20.0cm=0.2m；
拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N×0.2m=0.24J；
有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；
機(jī)械效率為：η===83.3%；
拉力F做功的功率是：P===0.12W。
故答案為：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。

7. （2018廣東省廣州，17，×分）小明用圖18中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體A，測(cè)出A移動(dòng)的距離s、水平拉力F和A的重力G。
（1）以上條件能否求出此時(shí)滑輪的機(jī)械效率？ 如果能，寫出的表達(dá)式：如果條件不足，寫出還需補(bǔ)充的物理量的測(cè)量步驟和符號(hào)，并寫出的表達(dá)式 （用題目己知及補(bǔ)充的物理量符號(hào)表示）
（2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了4m，A的速度為

【答案】（1）不能 用彈簧測(cè)力計(jì)勻速沿水平方向拉動(dòng)物體A，測(cè)出A所受到的摩擦力，記為f，
（2）0.4
【解析】（1）水平方向拉動(dòng)物體，所做的有用功為克服摩擦力的功為W有=fs，拉力做功為總功為W總=FS繩，又因?yàn)槭?股繩，所以S繩=2S，因此；（2）



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