中考物理分类汇编机械效率

中考物理分类汇编机械效率

机械效率 一、选择题 ‎1.（多选） (2016滨州)利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为Ｗ甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是 （ ）‎ Ａ．F甲＜F乙　　　η甲=η乙 Ｂ．F甲＞F乙　 η甲＞η乙 Ｃ．Ｗ甲＞W乙 P甲＞P乙 Ｄ．Ｗ甲=W乙 P甲=P乙 答案：AD ‎2. （多选）（2016成都）小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物．第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1：GA=5：8，GB：GA=3：2，v1：v2=2：1，t1：t2=2：3。动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中，正确的是 （　　）‎ A．拉力之比为F1：F2=7：8‎ B．拉力的功率之比为P1：P2=10：7‎ C．机械效率之比η1：η2=14：15‎ D．额外功之比W1：W2=2：3‎ 答案：BC ‎3. （2016天津）某建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图所示。若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮中为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为 （ ）‎ ‎ ‎ 答案：AD ‎（2016三明）如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300 J的有用功，100 J的额外功，则该动滑轮的机械效率为 ( )‎ ‎ ‎ ‎ A．75％ B．66.7％ C．33.3％ D．25％‎ ‎【答案】A 2. ‎（2016锦州）如图所示，物体浸没在水中，工人用200 N的拉力F在10 s内将重为 ‎400 N的物体匀速提升2 m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10 N/Kg，则下列说法中正确的是 ( )‎ A.物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40 W B.物体在水中受到的浮力为320 N C.物体的体积为8×10-3 m3‎ D.物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%‎ ‎ ‎ ‎【答案】C ‎1. (2016北京朝阳)下列说法中正确的是（ ）‎ A．机械效率大的功率一定大 B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大 C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大 D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功 ‎【答案】D ‎2. （2016乌鲁木齐）如图所示，利用动滑轮提升一个重为 G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%。要使此动滑轮的机械效率达到 90%，则需要提升重力为 G 的物块的个数为 （ ）‎ A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个 ‎【答案】D ‎3. （2016鄂州）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是 （ ）‎ A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2‎ B．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2‎ C．F1＜F2 η1＜η2 P1＜P2‎ D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2‎ ‎ 【答案】B ‎4. （多选）(2016龙东)用如图所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的有 （ ） ‎ A.增加物体被提升的高度 B.减轻动滑轮的重力 C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数 D.增加物体的重力 ‎【答案】BD ‎5. （2016西宁）小文同学采用如图所示的甲、乙两种不同的方式将同一货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是 （ ）‎ A．甲种方法克服重力做功多 B．乙种方法更省力 C．两种方法机械效率相等 D．两种情况下，货物机械能都增加 D 二、填空题 ‎1. （2016泉州）如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10 N，滑轮重均为1 N，不计绳重，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F1　　　　　　F2，η1　　　　　　η2。（均选填“＞”“＜”或“=”）‎ ‎ 【答案】＞ ＞‎ ‎2. （2016绥化）将一个重240 N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120 N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s=3 m，上升的高度h=1.2 m，则人对物体做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。‎ ‎【答案】288 80%‎ ‎3. （2016宿迁）如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：‎ G/N ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ F/N ‎0.7‎ ‎1.2‎ ‎1.7‎ ‎2.2‎ ‎2.7‎ ‎3.2‎ 分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是F=　　　　　　；动滑轮重为　　　　　　N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变　　　　　　。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（G+0.4 N） 0.4 大 ‎4. （2016安顺）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力　　　　　　乙所用的拉力；甲滑轮组的效率　　　　　　乙滑轮组的效率。（均选填“大于”“等于”或“小于”）‎ ‎ ‎ ‎　【答案】大于 等于 ‎5. （2016徐州）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为　　　　　　，提升该物体做的有用功是　　　　　　J，木棒重为　　　　　　N（不计摩擦）。‎ ‎ 【答案】杠杆 36 10‎ 6. ‎（2016长春）如图所示，分别利用甲、乙两个不同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体，使它们均升高0.2 m，测得A、B所受重力为GA=4.5 N，GB=‎ ‎9 N，甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2 N，则甲滑轮组的机械效率为　　 。若两滑轮组的机械效率相同，则乙滑轮组中弹簧测力计的示数FB=　　　N。（不计绳重和摩擦）‎ ‎ ‎ ‎【答案】75% 4‎ ‎1. (2016重庆)如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦），工人师傅用40 N的拉力将质量为5 kg、底面积为1600的空吊篮A匀速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为 %；若静止在二楼平台的吊篮里装了1020 N的砖块，绳子B和C能承受的最大拉力分别为1000 N和600 N，当质量为50 kg的工人师傅拉绳子C时，吊篮对二楼平台的最小压强为 Pa。‎ ‎【答案】62.5 625‎ ‎2. （2016绵阳）如图所示，小丽用三个均重10 N的滑轮组成的滑轮组以1 m/s匀速起吊重470 N的物体，物体上升5 m，不计绳的重力及一切摩擦，绳的拉力F＝ N；滑轮组的机械效率为 。‎ ‎【答案】125 94%‎ ‎3. (2016菏泽)某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。将两个相同的钩码提升相同的高度，则 的机械效率较高，主要原因是 。‎ ‎【答案】甲 做的有用功相同时，第二次使用动滑轮做的额外功多（或“做的有用功相同时，第二次做的总功多”或从比值上说都正确）‎ ‎4. （2016威海）如图所示 ,把重力为600 N的物体匀速推到斜面顶端 ,斜面长为3 m,高为0.9 m, 实际推力为300 N,那么物体与斜面之间的摩擦力是 N,斜面的机械效率是 。‎ ‎【答案】120 60%‎ ‎5. （2016连云港）用如图所示的滑轮组匀速提升重为100 N的物体，拉力F=60 N，滑轮组的机械效率为_______。在物体匀速上升的过程中，物体的动能_______，物体的重力势能_______ (选填"变大"、"变小"或"不变")。‎ ‎【答案】83.3％ 不变 变大 ‎6. (2016苏州)如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重l00 N，滑轮重25 N，绳重和摩擦不计．图甲中F甲＝ N，图乙装置的机械效率 η＝ ．若图乙中再加挂一物体，机械效率将 。‎ ‎【答案】100 80 % 变大 1. (2016海南)如图所示，工人通过动滑轮把50 kg 的水泥从地面缓缓提升到4 m高的楼顶，所用拉力为300 N ，此过程中机械所做的有用功为_______J，机械效率约为_______ 。（g 取 10 N/kg）‎ ‎【答案】2000 83.3%‎ 2. ‎（2016巴中） 如图所示，物体和动滑轮的总重力为200 N，当物体匀速上升的高度为 ‎2 m时，绳子移动的距离为　　　　　　m，若滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重 ‎　　　　　　N。（绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计）‎ ‎ 【答案】4 40‎ ‎3. （2016玉林）如图所示，用F=50 N的力通过滑轮组水平拉重为80 N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40 J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N，则物体运动的距离为______m，该滑轮组的机械效率为______。（忽略绳子和动滑轮的重力）‎ ‎ ‎ ‎ 【答案】0.4 60%‎ 三、实验探究题 ‎1. （2016西宁）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。‎ ‎ ‎ 实验 次数 钩码重/N 钩码上升的 高度/m 绳端的 拉力/N 绳端移动的 距离/m 机械效率 ‎1‎ ‎4‎ ‎0.10‎ ‎1.8‎ ‎0.3‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎0.10‎ ‎2.5‎ ‎0.3‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎0.15‎ ‎2.5‎ ‎（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上　　拉动弹簧测力计。‎ ‎（2）第二次实验中，2 s内钩码上升的高度为0.1 m，则它运动的速度为 m/s。‎ ‎（3）第三次实验中，绳端移动的距离为　 　m，滑轮组的机械效率为　 　。‎ ‎（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有 W2有，滑轮组的机械效率η1 η2 （两空均选填“＞”“＝”或“＜”）。由此可知，可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率。‎ ‎【答案】（1）匀速 （2）0.05 （3）0.45 80%‎ ‎ （4） ＜ ＜ 增加钩码重（增加物重）‎ ‎1. （2016揭阳）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：‎ （1） 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 ，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__________（选填“大于”“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。‎ ‎ （2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”‎ 的结论？答： ；请简要说出其中一条理由： 。‎ ‎【答案】（1）62.5% 大于（2）不能 试验次数太少，偶然性较大；滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关等（其他合理的答案也给分）‎ ‎1. （2016自贡）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。‎ ‎(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变_____因素，从而进行研究。‎ ‎(2)下列A、B是同学提出的两个猜想：‎ 猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；‎ 猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。‎ ‎(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。‎ 验证猜想一的小组应按图 所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小 （选填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想一是错误的；‎ 验证猜想二的小组应按图 所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的。‎ ‎(3)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：________________________．‎ ‎【答案】（1）B （3）1和3（或2和4） 相等 1和2（3和4） 正确 （3）减小动滑轮的重力或增大物体重力 四、计算题 ‎1. （2016达州）某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60 N，物体匀速上升的速度始终为 ‎1 m/s。（不计绳重，摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10 N/kg）求：‎ ‎（1）物体浸没在水中时受到的浮力；‎ ‎（2）物体的密度；‎ ‎（3）物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。‎ ‎【解析】（1）由图甲可知，n=2，则拉力F拉绳的速度v=2vA=2×1 m/s=2m/s；‎ 由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′=420 W，‎ 由P=Fv得，绳子自由端的拉力F′===210 N；‎ 不计绳重、摩擦及阻力，拉力F′=（GA+G轮）‎ A的重力 GA=2F′﹣G轮=2×210 N﹣60 N=360 N；‎ 由图乙可知，圆柱体A在水中拉力F的功率P=300 W，‎ 由P=Fv得，绳子自由端的拉力 F===150 N，‎ 不计绳重、摩擦及阻力，拉力F=（GA﹣F浮+G轮），‎ ‎150 N=（360 N﹣F浮+60 N），解得 F浮=120 N。‎ ‎（2）由F浮=ρ水gV排得A的体积V=V排===1.2×10﹣2 m3，‎ A的质量mA===36 kg，‎ A的密度ρA===3×103 kg/m3。‎ ‎（3）物体浸没水的机械效率 η====×100%=80 %。‎ ‎2. （2016泰安）如图所示，某人用滑轮组匀速提升重为720 N的物体的过程中，他对水平地面的压强为5×103 Pa，已知滑轮组的机械效率是75%，他双脚与水平地面的接触面积是4×10-2 m2，求：‎ ‎（1）他对绳子的拉力；‎ ‎（2）此人所受的重力。‎ ‎【答案】（1）480 N （2）680 N ‎3. （2016淮安）如图所示，工人用500 N拉力F，将重为900 N的木箱匀速提升3 m，所用时间为20 s。求：‎ （1） 拉力F做的有用功；‎ （2） 拉力F做功的功率；‎ （3） 动滑轮的机械效率。‎ 答案：（1）2700 J （2）150 W （3）90%‎ ‎4. (2016嘉兴)如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10 N/kg) ‎ ‎(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 。‎ ‎ ‎ ‎ (2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是 。若钢丝绳能承受的最大拉力为3 ×104 N，则能吊起货物的质量不能超过多少?‎ ‎(3)若将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30 m，再沿水平方向移动20‎ ‎ m，则此过程中克服货物重力做的功是多少?‎ ‎(4)若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物提升到30 m的高度，用时 ‎50 s，则该起升电动机的实际功率是多少?‎ ‎【答案】‎ ‎5. (2016广安)小坤家新买的房子在12 m高的楼上，装修时为了节省人工、加快进度，小坤设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料。小坤爸爸站在地面上用1 min时间匀速把100 kg的水泥吊到了楼上，所用的拉力是625 N。求此过程中：（g取10 N/kg）‎ ‎（1）小坤爸爸的功率；‎ ‎（2）滑轮组的机械效率。‎ ‎【解析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，‎ 则绳子自由端移动的距离 s=nh=2×12 m=24 m，‎ 拉力做的总功W总=Fs=625 N×24 m=1.5×104 J，‎ 所用时间t=1 min=60 s，‎ 小坤爸爸做功的功率P===250 W。‎ ‎（2）水泥的重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1000 N，‎ 拉力做的有用功 W有=Gh=1000 N×12 m=1.2×104 J，‎ 则滑轮组的机械效率η=×100 %=×100 %=80 %。‎ ‎6. （2016枣庄）质量为2.5 t的小型载重汽车，额定功率为100 kW，车上装有5 t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15 ‎ m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2 kg，然后又以额定功率行驶100 s的时间，将砂石从坡底运送到50 m高的坡顶施工现场（g=10 N/kg），求： ‎ ‎（1）2 kg的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取4.5×107J/kg） ‎ ‎（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？ ‎ ‎（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？ ‎ ‎【解析】（1）汽油燃烧放出的热量为 ‎ Q=mq=2 kg×4.5×107 J/kg=9×107 J。 ‎ ‎（2）汽车的总重G总=m总g=（2.5+5）×103 kg×10 N/kg=7.5×104 N， ‎ f=0.2G总=0.2×7.5×104 N=1.5×104 N， ‎ 由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F=1.5×104 N， ‎ 汽车在平直公路上匀速行驶的功率P===Fv=1.5×104 N×15 m/s=2.25×105 W。 ‎ ‎（3）汽车在斜坡上做的有用功为 ‎ W有用=Gh=mgh=5×103 kg×10 N/kg×50 m=2.5×106 J， ‎ 由P=可得，总功W总=P额t=100000 W×100 s=1.0×107 J， ‎ 则机械效率为 ‎ η=×100 %=×100 %=25 %。 ‎ ‎1. （2016黔东南）用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76 kg，M的体积为3×10-3 m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升了10 m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g=10N/kg）‎ ‎（1）物体M的重力；‎ ‎（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；‎ ‎（3）滑轮组提升重物的机械效率。‎ ‎ ‎ ‎ 【答案】（1）G物=mg=76 kg×10 N/kg=760 N。‎ ‎（2）由于物体未露出水面，所以V排=V物，‎ F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-3 m3=30 N。‎ 当物体在水里匀速上升时三力平衡，所以F绳=F物-F浮，‎ 则F绳=760 N-30 N=730 N。‎ ‎（3）物体运动的时间t=s/t=10m/(0.5m/s)=20 s，‎ 根据图乙可知，此时绳自由端拉力F做的总功是8000 J，‎ W有用=F绳×h物=730 N×10 m=7300 J，‎ 所以其机械效率η=×100﹪= ×100﹪=91.25﹪。‎ ‎2. （2016安顺）如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息：‎ 物重G（N）‎ OA（m）‎ OB（m）‎ A端上升的髙度h/m B端下降的竖直距离s/m ‎40‎ ‎0.8‎ ‎0.4‎ ‎0.2‎ ‎0.1‎ ‎（1）若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；‎ ‎（2）若实际拉力F为90 N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率（机械效率保留三位有效数字）。‎ ‎ ‎ ‎ 【答案】（1）不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA，即F×0.4 m=40 N×0.8 m，解得F=80 N。‎ ‎（2）由表中数据可知s=0.1m，h=0.2m，‎ 拉力做的总功W总=F′s=90 N×0.1 m=9 J，‎ 有用功W有用=Gh=40 N×0.2 m=8 J，‎ 杠杆的机械效率η=×100%=×100%≈88.9%。‎ 3. ‎（2016攀枝花题）配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×‎ ‎105 Pa，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150 N，动滑轮重90 N，杠杆AB的支点为O，OA：OB=5：3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105Pa。（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10 N/kg）‎ ‎（1）求滑轮组的机械效率；‎ ‎（2）配重M的质量；‎ ‎（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）根据图示可知，n=2，则F=（G+G动）==150 N；‎ 滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=70%。‎ ‎（2）设配重M的底面积为S，‎ 由p=可得3×105 Pa= ①，‎ 当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力FA=3F+G定=3×150 N+150 N=600 N。‎ 由杠杆平衡条件可得，FB×OB=FA×OA，‎ 即FB===1000 N。‎ 由p=可得1×105Pa==②，‎ 联立①②可得3=，‎ GM=1500 N，‎ 由G=mg可得，m===150kg。‎ ‎（3）当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力为1500 N，‎ 由杠杆平衡条件可得，FB′×OB=FA′×OA，‎ 即FA′===900N，‎ 由二力平衡条件可得3F′+G定=FA′，F′===250N。‎ ‎4. （2016大连）一个重260 N的涂料桶放在水平地面上，涂料桶与地面的接触面积为0.1 m2，工人用如图所示的滑轮组，在20 s内将涂料桶匀速提高了5 m，工人对绳子自由端施加的拉力F为150 N。试求：‎ ‎ ‎ ‎（1）涂料桶放在水平地面上时，对地面的压强是多少？‎ ‎（2）拉力F所做的功是多少？‎ ‎（３）拉力F做功的功率是多少？‎ ‎【答案】‎ ‎ ‎ ‎1. （2016咸宁）如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400 N，与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000 N，小车的最大输出功率为15 kW，水平地面上一物体A重1600 N，与地面的接触面积为4 m2。（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）求：‎ ‎（1）提升前，物体A对水平地面的压强；‎ ‎（2）滑轮组提升重物A时的机械效率；‎ ‎（3）若要使被提升重物以1 m/s的速度匀速上升，整个装置工作过程中能提升重物的最大重力。‎ ‎ 答案：（1）400 Pa （2）80% （3）14600 N ‎ ‎ ‎【解析】（1）提升前，物体A对水平地面的压力 F=G=1600 N，‎ 物体A对水平地面的压强p===400 Pa。‎ ‎（2）滑轮组提升重物A时的机械η=====80%。‎ ‎（3）由图可知，n=3，则小车运动的速度v=3v物=3×1 m/s=3 m/s，‎ 根据P===Fv可得，小车能提供的最大拉力 F===5000 N，‎ 因为F=（G最大+G动），‎ 所以G最大=3F﹣G动=3×5000 N﹣400 N=14600 N。‎ ‎2. （2016镇江）用如图所示的滑轮组将重90 N的货物匀速提升1 m的过程中，所用拉力F=50 N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。‎ ‎（1）求上述过程中的有用功W有用；‎ ‎（2）求上述过程中的总功W总；‎ ‎（3）求滑轮组的机械效率η。‎ ‎ 答案：（1）90 J （2）100 J （3）90%‎ ‎【解析】（1）上述过程中的有用功W有=Gh=90 N×1 m=90 J。‎ ‎（2）由图知n=2，所以绳端移动的距离s=2h=2×1 m=2 m，‎ 总功W总=Fs=50 N×2 m=100 J。‎ ‎（3）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%。‎ 2. ‎(2016北京朝阳)一台起重机将重3600 N的货物匀速提高4 m。求：‎ （1） 起重机做的有用功；‎ ‎（2）如果额外功是9600 J，起重机的机械效率。‎ ‎【答案】（1）W有=Gh=3600 N×4 m=14400 J 。 ‎ ‎（2）W总= W有+W额=14400 J+9600 J=24000 J ，‎ η= W有/ W总=14400 J/24000 J=60% 。 ‎ 4. ‎（2016玉林）在一底面积为4 m2的圆柱形深井底部，有一体积为2 m3，密度为10×103 kg/ m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6 m / s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30 s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×‎ ‎103 Pa，（忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10 N/kg）求：‎ ‎（1）物体的重力；‎ ‎（2）物体浸没在水中时受到的浮力；‎ ‎（3）牵引车行驶了30 s后，物体被提升的高度；‎ ‎（4）物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；‎ ‎（5）牵引车行驶了30 s时，牵引车对绳子的拉力。‎ ‎【答案】（1）G物=ρ物V物g =10×103 kg/ m3×2 m3×10 N/kg=2×105 N。 ‎ （2） F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/ m3×10 N/kg×2 m3 =2×104 N。‎ ‎ （3）牵引车通过的路程：　s=vt=0.6 m/s×30 s=18 m ,‎ 物体被提升的高度：　　h=s/n=18 m/2=9 m 。‎ ‎（4）物体露出水面前，由平衡条件得　‎ F拉= G物－F浮=2×105 N－2×104 N=1.8×105 N， ‎ 物体对绳子拉力的功率P＝F拉v物=1.8×105 N×0.3 m/s=5.4×104 W。‎ ‎（5）由 p=ρ水g h 得水面下降的深度： 。‎ 此时，物体露出水面的体积△V=S井△h=4 m2×0.25 m=1 m3，‎ 物体浸在水面下的体积V浸= V物－△V=2 m3－1 m3=1 m3 ，‎ 物体受到的浮力F/浮=ρ水gV浸=1.0×103 kg/ m3×10 N/kg×1 m3 =1×104 N，‎ 牵引车对绳子的拉力 ‎ 5. ‎（2016雅安）工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼, 每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示, 滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计, g 取 ‎10 N/ kg。‎ ‎ ‎ ‎( 1) 若某次运送建材的质量为50 kg, 则建材的重力是多少?‎ ‎( 2) 若工人在1 min 内将建材匀速竖直向上提升了12 m, 作用在钢绳上的拉力为200 N, 求 拉力的功率;‎ ‎( 3) 当滑轮组的机械效率为60% 时, 运送建材的重力是多大?‎ ‎ 【答案】‎ ‎6. （2016邵阳）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示。为了尽快疏通道路，交警只用了30 s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率是80%。求：‎ ‎（1）故障车在30 s内通过的路程；‎ ‎（2）拉力F在30 s内所做的功；‎ ‎（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力。‎ ‎　【答案】（1）由v=得故障车在30 s内通过的路程s车=vt=6 m/s×30 s=180 m。‎ ‎（2）由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离 s绳=3s车=3×180 m=540 m，‎ 拉力F在30 s内所做的功W=Fs绳=500 N×540 m=2.7×105 J。‎ ‎（3）由图知，n=3，水平滑轮组的机械效率 η====，‎ 所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f=3Fη=3×500 N×80%=1200 N。‎ ‎7. （2016宜宾）如图所示，一个边长为0.1 m的正方体质量为3 kg，放在水平地面上，已知动滑轮的重力为10 N，g取10 N/kg。‎ ‎（1）该正方体的密度是多少？‎ ‎（2）正方体对地面的压强为多大？‎ ‎（3）不计摩擦和绳重，用图示的滑轮组将正方体竖直向上匀速提升20 cm，求拉力F所做的功。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）正方体的体积V=（0.1 m）3=0.001 m3，‎ 物块的密度ρ===3×103 kg/m3。‎ ‎（2）正方体对地面的压力F=G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N，‎ 受力面积S=（0.1m）2=0.01 m2，‎ 正方体对地面的压强p===3000 Pa。‎ ‎（3）因不计摩擦和绳重，拉力做的功即为克服正方体重力和动滑轮重力所做的功，‎ 所以，拉力F所做的功W=（G+G动）h=（30 N+10 N）×20×10﹣2 m=8 J。‎ 8. ‎（2016南宁）如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m。当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：‎ ‎ （1）物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；‎ ‎ （2）动滑轮的重力；‎ ‎ （3）物体质量为10 kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。‎ ‎ 【答案】（1）由题意知f滑=0.1G， G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N ，所以 f滑=0.1×20 N=2 N。‎ ‎(2)由题意得W总=3Fs ，W有=f滑s=2 N×1 m=2 J，‎ F=（G动+f滑）/n η=50%‎ ‎ 解得G动=2 N。‎ ‎（3）当m1=10 kg时，‎ ‎ F=（G动+f滑1）=（2 N+0.1 m1g）=（2 N+0.1×10 kg×10 N/kg）=4 N。‎ P=3Fv=4 N×3×0.1 m/s=1.2 W。‎