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初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率优秀同步练习题
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这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率优秀同步练习题，共44页。试卷主要包含了3机械效率 课时专训，3%，2 摩擦力 0等内容，欢迎下载使用。
人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》学科核心素养课时训练
12.3机械效率 课时专训
一、单选题
1．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是总功 B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是额外功 D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
2．如图所示，用相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲装置所做的额外功最小 B．三个装置的机械效率相同
C．丙装置的总功率最大 D．乙装置所做的总功比甲的大
3．工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的
A．有用功减小，总功不变 B．有用功不变，总功减小
C．有用功增加，总功增加 D．有用功减小，总功减小
4．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功 B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．机械做功越多，机械效率越高
5．下列关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．机械的功率越大，做功越快 B．机械效率越高，做功越多，功率越大
C．机械效率越高，做功越少，功率越大 D．机械效率越高，做功越少，但功率不一定大
6．下列说法中，正确的是（ ）
A．做功多的机械，做功快 B．功率大的机器，做功快
C．做功时间短的机械，做功快 D．功率大的机械，机械效率高
7．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F＝ f＝ B．F＝ f＝ C．F＝ f＝ D．F＝ f＝
8．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60% D．拉力F的功率是150W
9．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
10．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J
11．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
12．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
13．小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（ ）
A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则
D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
14．如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法错误的是（ ）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．木块在匀上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力
D．斜面的倾斜程度越小，沿斜面所用的拉力越小
二、填空题
15．当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是_____；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是______，对水做的功是________（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为_______J，理由是：___________。
16．功的原理的内容：________；使用省力机械就要费________，使用省距离机械就要费________，所做的功一点儿也不会省，而且使用机械所做的功，总会比人们不用机械而直接用手所完成的功要________，因为在利用机械时不可避免的会因摩擦等额外的条件而做一些额外的功．
17．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地对物体A的摩擦力为30N，则拉力F做的功为______J，滑轮组的机械效率为______。
18．如图所示，物体A重200N，在水平拉力F=10N的作用下沿水平面做匀速直线运动，已知滑轮组的机械效率为60%，物体A运动的速度为lm/s，则绳子自由端所受拉力F的功率为_______W，滑轮组所做有用功的功率为_______W．（绳重和滑轮重不计）
19．如图甲所示,用弹簧测力计将重为39N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端,则物块所受拉力为_____N,已知斜面的高为2m,长为4m,则拉力做功为______,斜面的机械效率为____________．若用图乙所示装置匀速提升该重物上升0.5m,当其机械效率与斜面相同时,竖直向上的拉力为__________N,该过程所做的额外功为__________．
20．设长和高之比为4∶1的斜面，把重600N的物体匀速推上去，所用沿斜面方向推力至少是________N，若实际所用推力为200N，则斜面的机械效率为___________．
21．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有___，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着___，所以任何机械的机械效率总是____100%（选填“大于”或“小于”）。
三、实验题
22．如图某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，得到的数据如下表所示：
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械
效率
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
4
0.1
1.4
0.5
3
6
0.1
2.4
0.3
83%
（1）从表中数据可分析出实验1是用______图做的实验，实验2是用______图做的实验（选填甲或乙）；
（2）表中空白处填上的数据是______（百分数保留整数）；
（3）比较实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越______（选填“高”或“低”）；
（4）比较实验1和实验3可得结论：使用滑轮组时，______，可以提高滑轮组的机械效率。
（5）除题（4）的方法外，请再提一个提高滑轮组机械效率的方法______。
23．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义、提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中；
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码______，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与______有关；
③第5次实验室利用了图______的装置完成的；
④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力拉起，滑轮组的机械效率为______。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持物重和斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律
C、阿基米德原理 D、欧姆定律
24．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
2
2
1
6
2
2
4
1
10
3
2
6
1
18
（1）实验中要竖直向上________缓慢拉动弹簧测力计；
（2）表中实验次数________中有一个数据的记录是错误的，改正后计算其机械效率为________。分析表中数据可以得出：滑轮组的机械效率与___________无关。
（3）小红在小明实验的基础上设计出了乙、丙、丁三组实验，如图所示。
①小红设计乙、丙两次实验目的是为了探究滑轮组机械效率和___________的关系；
②小红在测量中发现丙、丁两次实验测量结果不同，因而得出：滑轮组的机械效率和滑轮组的绕线方式有关，你认为她的结论是___________（填“正确”或“错误”）的，你的理由是_________。
25．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表．
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做_______运动．
（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为_______ %．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，_______越小，机械效率越大．
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为________N．
26．如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6 N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表．
(1)在第2次实验中，拉力所做的额外功是_______J，机械效率是_______．
(2)小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高．你觉得他的结论_______（可靠／不可靠），理由是______________．
(3)斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是_______、_______．
27．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率；实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升，（支点和杠杆的摩擦不计）问：
(1)重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为______？
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问：人的拉力F与第一次相比______（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。
四、计算题
28．小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2m，长3m，箱子的重力为300N，小明施加的沿斜面向上的推力是200N，箱子沿斜面向上运动的s-t图象如图乙所示。求：
（1）推力做功的功率；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小。
29．建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图像如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求
（1）动滑轮的自重；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？
30．如图所示，利用滑轮把重为300N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10m，物体升高了6m，所用时间为10s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中：
（1）拉力做的有用功；
（2）拉力的大小；
（3）拉力的功率。
31．将重为16N的重物用图示动滑轮匀速提升2m，所用拉力。不计轮轴处摩擦及绳重。求：
（1）该过程中的有用功。
（2）动滑轮的机械效率。
（3）动滑轮的重力。
32．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，动滑轮重40N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中。求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
33．图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
34．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
35．如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）
36．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
37．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M=25kg的木箱，长L=5m，高h=3m的固定斜面，他用F=100N的力拉绳，使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0=20J。已知动滑轮质量m=1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg。求：
（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
（2）小马同学拉力的功率；
（3）整个装置的机械效率；
（4）斜面对木箱的摩擦力大小。
38．如图是工人利用滑轮组提升重为960N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为120W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是140J，不计绳重。求：
(1)工人拉绳子的速度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
39．如图所示，小刚用滑轮组拉动重500N的货箱做匀速直线运动，在拉力F=40N的作用下，货箱1min移动6m，它与地面间的滑动摩擦力f为自重的0.2倍。
求：(1)绳端移动的距离；
(2)拉力F做的功；
(3)此滑轮组的机械效率。
40．在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
41．举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
(1)物体A的密度；
(2)当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力；
(3)物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。
42．如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象．（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：
（1）物体的边长；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）物体的重力．
43．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M重为500N，OA：OB=2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M，以0.5m/速度匀速上升了5m．（杠杆与绳的自重摩擦均不计）求：
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力．
44．体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A，此时绳子达到最大承受力（若物体再增重绳子将断裂），不计绳重和摩擦．求：
（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是多少？
（2）若在（1）中提升物体A时，滑轮组的机械效率为80%，脚与地面的总接触面积为4×10﹣2m2，则人对地面的压强是多少？
（3）该同学仍用这根绳子和滑轮，组成如乙图所示的滑轮组，利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B（不计水的阻力），当提到B的下表面所受水的压强为1.5×103Pa时，绳子断裂，则在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是多少？
（4）正方体B的密度是多少？（计算结果用科学记数法表示，并保留到小数点后一位）
45．水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离为2m，升高1m．求：
（1）物块放在水平地面上时对地面的压强；
（2）斜面的机械效率；
（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小．
46．如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图．在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为2×103N．已知水的密度为1.0×103kg/m2，取g＝10N/kg．不计水和空气的阻力．求
（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力．
（2）物体的质量和密度．
（3）水底的深度及水对水底的压强．
（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）．
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．滑轮及滑轮组在不计绳重及摩擦的情况下，产生额外功的是克服动滑轮的重力所做的功，所以三个装置所做的额外功相同，故A错误；
BD．三个装置所提升的是同一个重物，则所做的有用功相同，而由上面的分析知，三个装置所做的额外功相同，即总功相同，根据，所以机械效率相同，故B正确，D错误；
C．三个装置在相同的时间里所做的总功相同，根据得，三个装置的总功率相同，故C错误；
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
加润滑油后，工人提升同样的重物，也是提升到五楼，所以对重物做的有用功不变；但加了润滑油后，摩擦减小了，额外功变小，又因为总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小，故B正确．
4．C
【解析】
【详解】
AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；
BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率的物理意义表示做功的快慢，所以机械的功率越大，做功越快，故A正确；
BCD．机械效率越高，只能说明有用功在总功中占的比例越多，而不能说明做功的多少、做功的快慢，即不能说明做功越多或越少，功率越大或越小，故B、C、D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A．做功多的机械，做功不一定快，还要看做功的时间多少，故A错误；
B．功率表示做功的快慢，所以功率大的机器，做功快，故B正确；
C．做功时间短的机械，做功不一定快，还要看做功的多少，故C错误；
D．功率的大小与机械效率的大小无关，所以功率大的机械，机械效率不一定高，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
根据题意知道，拉力做的有用功
W有用＝Gh
拉力做的总功
W总＝Fs＝F×3h＝3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离
自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力F做功
故B错误；
C．滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．拉力F的功率
故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×20s=2m
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
故A错误；
B．拉力做功为
W总=Fs=100N×6m=600J
由η=得有用功
W有用=ηW总=60%×600J=360J
由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力
f===180N
故B错误；
C．拉力做的额外功
W额=W总-W有用=600J-360J=240J
额外功的功率
P===12W
故C正确；
D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．滑轮组的机械效率为
故A正确；
B．动滑轮重为
故B错误；
C．拉力的功率为
故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即
故A正确；
B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即
故B错误；
C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即
故C错误；
D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即
故D错误。
故选A。
14．C
【解析】
【详解】
A．为了保证弹簧测力计的示数稳定，需使木块受到的力为平衡力，则要让木块做匀速直线运动，故A正确，A不符合题意；
B．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故B正确，B不符合题意；
C．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故C错误，C符合题意；
D．斜面的倾斜程度越小，越省力，故D正确，D不符合题意。
故选C。
15． 额外功 有用功 额外功 0 在力的方向上没有移动距离
【解析】
【详解】
[1]当用桶从井中提水时，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。
[2][3]如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。
[4][5]当提着水桶在水平地面上匀速前进，由于在拉力的方向上没有移动距离，故对物体做功为零。
16． 使用任何机械都不省功 距离 力 多
【解析】
【分析】
使用机械可以省力、可以省距离、可以改变动力的方向，给人们带来方便；做到方便、快捷等；这是人们使用机械的目的，但使用任何机械都不能省功．
【详解】
使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理．使用省力机械就要费距离，使用省距离机械就要费力；因为在利用机械时不可避免的会因摩擦等额外的条件而做一些额外的功，所以做的功一点儿也不会省，而且使用机械所做的功，总会比人们不用机械而直接用手所完成的功要多．
17． 200 75%
【解析】
【详解】
[1]由图可知：n=2，绳子自由端移动的距离
s=ns′=2×5m=10m
拉力F做的功
WF=F拉s=20N×10m=200J
[2]该装置的机械效率
18． 30 18
【解析】
【详解】
（1）物体A运动的速度为1m/s，则绳自由端在1s内通过的路程为：s绳＝ns物＝nv物t＝31m/s10s＝30m；(2)因为η＝100100，所以f＝nFη＝310N60＝18N，则滑轮组所做的有用功的功率为：P＝＝fv物＝18N1m/s＝18W．
19． 2.6 10.4 75% 1.73 0.65
【解析】
【详解】
解答：（1）由图知，测力计的分度值为0.2N，示数为2.6N，拉力做功：W总＝Fs＝2.6N×4m＝10.4J，W有用＝Gh＝3.9N×2m＝7.8J，η＝75%；（2）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s＝3h＝3×0.5m＝1.5m ,有用功W有用＝Gh′＝3.9N×0.5m＝1.95J ,∵η＝75%；W总′＝＝2.6J ∵W总＝Fs，∴F′＝≈1.73N；W额＝W总-W有用＝2.6J-1.95J＝0.65J
点睛：（1）首先读出弹簧测力计的示数，注意分度值，利用W总＝Fs求总功，利用W有用＝Gh求有用功，根据η＝计算斜面的机械效率；（2）对滑轮组进行分析，判断出承担物重的绳子段数，s＝nh；求出有用功，知道机械效率，利用效率公式求总功，再根据W总＝Fs求拉力大小，根据总功等于有用功加上额外功求额外功的大小．
20． 150 75%
【解析】
【详解】
解答：斜面高为1m，长为4m，根据功的原理，若不计物体与斜面间的摩擦，此时所用的力最小．则Gh＝Fs，即G1m＝F4m,推力F＝ ＝＝150N；
若实际推力为200N.η＝＝75%
点睛：掌握机械效率的概念，知道机械效率是有用功与总功之比．对于斜面来讲，η＝实际所用推力与不计摩擦力时所用的推力之差，就是斜面对物体摩擦力的大小．
21． 重力 摩擦 小于
【解析】
【详解】
[1][2][3]在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦力；做功时，要克服机械的重力及摩擦力做功，即额外功，所以任何机械的机械效率总是小于100%。
22． 甲 乙 57% 低 提升钩码（物体）重力 减小绳重和摩擦
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] [2]由绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系知道，第1次实验时绳子的有效段数
n=3
由图知道，第1次实验是用甲图装置做的实验，同理，第2次实验时绳子的有效段数为5段，由图知道，第2次实验是用乙图装置做的实验。
（2）[3]第2次实验的机械效率
η2=×100%=×100%=×100%=57%
（3）[4]通过实验1和实验2的数据分析得出的结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的总质量越大），滑轮组的机械效率越低。
（4）[5]对比实验1和实验3，得出结论：使用相同的滑轮组提升重物时，提升物体的重力越大，机械效率越大。
（5）[6]提高滑轮组机械效率的方法，除了增大有用功，也可以减少无用功，故可以通过减小绳重和摩擦，减少无用功，提高滑轮组的机械效率。
23． 重力越大 动滑轮的重力 乙 80% 减小接触面粗糙程度 B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。
②[2]比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据，两滑轮的重力不同，机械效率也不同，发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。
③[3]第5次试验绳端移动的距离与物块提升的高度一致，说明使用的是定滑轮，即图乙。
④[4]利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，图甲中有三段绳子拉着动滑轮，滑轮组的机械效率为
可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（2）[5]小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。
（3）[6]实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械不省功，这种实验方法是实验推理法。
ACD．焦耳定律、阿基米德原理、欧姆定律可通过实验直接验证，故ACD不符合题意；
B．而牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的，故B符合题意。
故选B。
24． 匀速 2 66.7％ 物体上升的高度 （测力计移动的距离） 物重 错误 没有控制物重相同
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]做实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
(2)[2][3]图甲中的滑轮组由3段绳子承担物重，即 n=3；根据s=nh可知第2次实验中的测力计移动的距离测量错误，应该为
s2=3h2=34cm=12cm
故10cm错误。
[3]第1次实验测得滑轮组的机械效率
同理可得，第2次实验测得滑轮组的机械效率
同理可得，第3次实验测得滑轮组的机械效率
故滑轮组的机械效率为66.7。
[4]分析表中3次实验数据可以看出，虽然3次实验中提升钩码的高度不同，但是其机械效率是相同的，由此得出：同一滑轮组在提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)[5]小红设计乙、丙两次实验滑轮组相同，绕线方式相同，所挂物重不同，目的是为了探究滑轮组机械效率和物重的关系。
[6][7]小红在测量中发现丙、丁两次实验测量结果不同，因而得出：滑轮组的机械效率和滑轮组的绕线方式有关，她的结论是错误的；丙、丁两次实验虽然滑轮组的绕线不同，但没有控制所挂物重相同，因此不能得到以上结论。
25． 匀速直线 95.2 摩擦力 0.43
【解析】
【详解】
(1)为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动．(2)由图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F＝0.7N，则斜面的机械效率η×100%＝95.2%，比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．(3)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功W有＝Gh＝4N×0.15m＝0.6J，拉力做的总功W总＝Fs＝1.1N×0.9m＝0.99J，则额外功W额＝W总−W有＝0.99J−0.6J＝0.39J，由W额＝fs得,木块所受摩擦力f0.43N.
点睛：（1）从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；（2）先读出弹簧测力计的示数，然后根据η求出机械效率；比较两次机械效率的大小即可判断；（3）先根据W有＝Gh和W总＝Fs分别求出有用功和总功，然后根据W额＝W总W有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f求出摩擦力．
26． 0.3 80% 不可靠 实际次数太少，结论不具有普遍性 盘山公路 螺丝钉
【解析】
【详解】
第2次实验总功W总=FS=3N×0.5m=1.5W；W有=Gh=6N×0.2m=1.2W；W额=W总-W有=1.5W-1.2W=0.3W； ；小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高．他的结论不可靠，理由是实际次数太少，结论不具有普遍性．斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是盘山公路、螺丝钉．
27． 75% 变小 η2<η1，推到过程见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]有用功为
W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J
总功为
W总=Fs=4N×0.5m=2J
机械效率为
(2)[2]钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得
悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得
观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB
因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用=Gh可知，有用功减小；从上面的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。
28．（1）60W；（2）80N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图乙可知，箱子沿斜面做匀速直线运动，速度为
推力做功的功率
=Fv=200N×0.3m/s=60W
（2）有用功
W有=Gh=300N×1.2m=360J
总功
W总=Fs总=200N×3m=600J
额外功
W额=W总-W有=600J-360J=240J
斜面对箱子摩擦力的大小
答：（1）推力做功的功率是60W；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小是80N。
29．（1）100N；（2）300N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）忽略绳重、吊篮重及摩擦，由图像可知，当η= 60%，重物G=150N，因为
所以
解得G动= 100N。
（2）当η'= 75%时，滑轮组的机械效率
即
75%=
解得G'= 300N。
答：（1）动滑轮的自重是100N；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是300N。
30．（1）1800J；（2）120N；（3）240W
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）拉力做的有用功
W有=Gh=300N×6m=1800J
（2）拉力做的总功
滑轮是动滑轮，绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×10m=20m
拉力的大小
（3）拉力的功率
答：（1）拉力做的有用功是1800J；
（2）拉力的大小是120N；
（3）拉力的功率是240W。
31．（1）32J；（2）80%；（3）4N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）有用功
W有=Gh=16N×2m=32J
（2）总功为
W总=Fs=Fnh=10N×2×2m=40J
动滑轮的机械效率
（3）动滑轮的重力
G1=nF-G=2×10N-16N=4N
答：（1）该过程中的有用功32J；
（2）动滑轮的机械效率80%；
（3）动滑轮的重力4N。
32．（1）200N；（2）80W；（3）90%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图可知，绳子承担重物的段数n为2，不计绳重和摩擦，则拉力F的大小
（2）物体A在5s内匀速上升了1m，则拉力F作用下的绳子自由端移动距离
拉力F做功
则拉力F做功的功率
（3）物体A克服重力做的有用功
则滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F的大小是200N；
（2）拉力F做功的功率是80W；
（3）滑轮组的机械效率是90%。
33．（1）；（2）3750W；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解（1）提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
（2）物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为；
（2）拉力F的功率为；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
34．（1）60W；（2）100N；（3）80％
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
（2）根据F=，动滑轮重力为
G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
（3）若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮重力为100N；
（3）滑轮组的机械效率为80％。
35．（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力
物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强
其对地面的压强是4000Pa。
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力
滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据得动滑轮的重力
提升重物过程中所做有用功
提升重物过程中所做的额外功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是88.5%。
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度
从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力
由
可得，物体B的重力
又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力
物体B在水中所受浮力
根据
可知，物体B的体积
由得，物体B的质量
再根据可知物体B的密度
物体B的密度是。
答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）物体B的密度是。
36．（1）300J；（2）62.5%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）甲工人做的功
W甲P甲t300J
（2）货物与地面的摩擦力
fF甲150N
滑轮组对货物的拉力
F牵f150N
滑轮组的机械效率
62.5
答：（1）甲工人做的功为300J；
（2）该滑轮组的机械效率为62.5。
37．（1）25s；（2）40W；（3）75%；（4）40N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）木箱移动的距离
木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间
（2）由图知，动滑轮上绳子的股数n=2，绳子自由端移动的速度
拉力的功率
（3）物体的重力
机械做的有用功
绳子自由端移动的距离
机械做的总功
整个装置的机械效率
（4）动滑轮的重力
克服动滑轮重力所做的功
克服摩擦力做的功
斜面对木箱的摩擦力为
答：（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为25s；
（2）小马同学拉力的功率为40W；
（3）整个装置的机械效率为75%；
（4）斜面对木箱的摩擦力为40N。
38．(1)0.3m/s；(2)80%；(3)240N
【解析】
【详解】
(1)已知，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，由图可知绳子的股数为3，工人拉绳子的速度为
(2)已知，工人拉力F的功率为120W，根据P=Fv可知，拉力为
滑轮组的机械效率为
(3)根据公式
推导出动滑轮的重力为
答：(1)工人拉绳子的速度为0.3m/s；
(2)滑轮组的机械效率为80%；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力为240N。
39．(1)18m；(2)720J；(3)83.3%
【解析】
【详解】
(1)由图可知，动滑轮上绳子的段数， 绳端通过的距离
(2)拉力F做功
(3)货箱与地面间的摩擦
有用功
滑轮组机械效率
答：(1)绳端移动的距离18m；
(2)拉力F做的功720J；
(3)此滑轮组的机械效率83.3%
40．（1）1200J；（2）；（3）500N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）推箱子做的有用功
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J
（2）推箱子做的总功
W总= W有+W额=1200J+300J=1500J
由得斜面的机械效率
（3）由W总=Fs得沿斜面的推力
答：（1）推箱子做的有用功1200J；
（2）斜面的机械效率是；
（3）沿斜面的推力为500N。
41．(1)3×103kg/m3；(2)8×105N；(3)80%
【解析】
【详解】
(1)根据图乙可知，物体完全露出水面后，拉力：F1=3×105N，则物体的重力
G=F1=3×105N
由G=mg可得，物体的质量
m===3×104kg
由图乙可知，物体全部浸没时，物体A所受的拉力：F1′=2×105N，则物体浸没时受到的浮力
F浮=G-F1′=3×105N-2×105N=1×105N
由F浮=ρ水gV排可得物体的体积
V=V排===10m3
物体A的密度
ρ===3×103kg/m3
物体A的密度为3×103kg/m3。
(2)由v=可得物体在80s内通过的距离
s=vt=0.1m/s×80s=8m
即在计时起点时物体上表面在水中所处的深度
h=s=8m
物体上表面受到的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
由V=Sh可得，物体的底面积
S===10m2
则物体A上表面受到海水的压力
F=pS=8×104Pa×10m2=8×105N
物体A上表面受到海水的压力为8×105N。
(3)根据图丙读出物体运动80s，拉力做的功：W总=2×106J，而有用功
W有=F1′s=2×105N×8m=1.6×106J
滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%
滑轮组的机械效率为80%。
答：(1)物体A的密度为3×103kg/m3；
(2)当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力为8×105N；
(3)滑轮组的机械效率为80%。
42．（1）1m；（2）104N；（3）105N．
【解析】
【分析】
（1）物体始终匀速上升，但在物体离开水面上时，其浮力发生变化，要维持匀速，故其拉力F也会发生变化，从而确定物体离开水面过程中用的时间，进而算出物体边长；
（2）根据浮力公式即可求出；
（3）该图中用到了滑轮组，由滑轮组特点结合图形可知物体升高h，绳子拉力的路程为3h，再结合机械效率的计算公式即可求解．
【详解】
（1）由图象可知正方体的边长：
L＝vt＝0.1m/s×（110s﹣100s）＝1m；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（1m）3＝104N；
（3）物体在水中匀速上升时，有：
解得：G＝105N．
【点睛】
本题考查了速度公式，功的计算公式，浮力大小的计算等多个知识点，难度不大，关键是读懂图象提供的信息．
43．（1）物体M2的重力为80N；
（2）拉力F的功率为50W；
（3）物体M1对水平面的压力为245N．
【解析】
【分析】
（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
已知滑轮组的机械效率，根据得出物体M2的重力；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，作用在绳子自由端的拉力：根据绳子自由端移动的距离为：
s=2h，由得出绳子自由端的速度为物体上升速度的2倍，根据求出拉力F的功率；（3）由力的平衡，得出绳子对定滑轮向上的拉力，根据力的作用是相互的，即定滑轮对绳子的拉力可知作用在杠杆B端的力为，根据杠杆的平衡条件求出绳子作用在杠杆A端的力，根据力的作用是相互的知杠杆对绳子的拉力，即绳子对绳子对M1向上的拉力为FA′，由力的平衡，求出地面对M1的支持力，由力的相互性求出物体M1对水平面的压力．
【详解】
（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率：即
解得物体M2的重力：G＝80N；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
由可得绳子自由端的速度为：
v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：
F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：
F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：
F压＝F支＝245N．
【点睛】
本题考查有关滑轮的知识，力的平衡和相互性及杠杆的平衡条件、机械效率公式的运用，综合性强．
44．（1）800J（2）6250Pa（3）60N（4）8.9×103kg/m3
【解析】
【详解】
（1）对物体做的有用功： ；
（2）由得拉力做的总功：，
由甲图可知，n＝2，则绳端移动的距离： ，
由 可得绳端的拉力（由题知绳子达到最大承受力）：，
人对地面的压力：，
人对地面产生的压强： ；
（3）物体B下表面受到水的压力：，
由图乙可知，物体B上表面已经露出水面，根据浮力产生的原因（物体上下表面受到的压力差）可得，物体B受到的浮力： ；
（4）在甲图中，不计绳重和摩擦，拉力 ，则动滑轮的重力： ，
在图乙中，n＝3，在绳子断裂的瞬间，绳端的拉力F仍然为250N，
因拉力，则动滑轮受到向下的拉力：，
根据力的平衡条件可得，物体B所受的重力： ，
物体B的质量：，
物体B的体积： ，
物体B的密度：．
答：（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是800J；
（2）人对地面的压强是6250Pa；
（3）在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是60N；
（4）正方体B的密度是8.9×103kg/m3．
45．（1）5×103Pa；（2）83.3%；（3）20N
【解析】
【分析】
（1）水平地面上放着的物体对支持面的压力等于其重力，由已知条件求出受力面积，根据，计算物块放在水平地面上时对地面的压强；
（2）由计算斜面的机械效率；
（3）由W额外 =W总 -W有计算物体拉上斜面做的额外功，又因为额外功是克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功，然后根据W=Fs计算沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小．
【详解】
（1）根据题意知道，正方体物体的重力是200N、边长为0.2m，所以对水平面的压力是：F=G=200N，受力面积是：s=（0.2m）2 =0.04m2 ；
由知道，物块放在水平地面上时对地面的压强是：；
（2）将物体拉上斜面做的总功是：
做的有用功是：
斜面的机械效率：≈83.3%；
（3）将物体拉上斜面做的额外功是：W额外 =W总 -W有 =240J-200J=40J
克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功为额外功，故沿斜面向上滑动时，
所受的摩擦力大小是：=20N．
46．（1）2×103N（2）0.2 m2（3）500 kg（4）2.5×103kg/m3（5）6.5m（6）6.5×104Pa（7）83.3%.
【解析】
【分析】
根据第13s时物体全部露出水面和前10s内物体浸没水中拉力的差值计算出物体浸没在水中所受的浮力，利用阿基米德原理可计算出物体的体积；利用重力和密度公式可以计算出物体的质量和密度；利用速度公式和液体压强公式可以计算水底的深度和对水底的压强；根据已知条件求出有用功和总功，利用
算出滑轮组的机械效率．
【详解】
（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时拉力： ，前10s内物体浸没水中，此时拉力： ，
因此物体浸没在水中所受的浮力：，
由阿基米德原理可知，物体的体积： ；
(2)物体的质量： ，
物体的密度： ；
(3)物体从水底至完全露出水面的时间t=13s，由速度公式 变形可得，
水底的深度： ；
由液体压强公式可得，水对水底的压强： ；
(4)由图甲可知，承担动滑轮绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离s是物体上升高度h的3倍，即 ，
故拉力做的功： ，
有用功：，
因此滑轮组的机械效率： .
人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》学科核心素养课时训练
12.3机械效率 课时专训
一、单选题
1．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（ ）
A．小明克服自身重力所做的功是总功 B．小明克服沙子重力所做的功是有用功
C．小明克服沙子重力所做的功是额外功 D．小明克服桶的重力所做的功是有用功
2．如图所示，用相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲装置所做的额外功最小 B．三个装置的机械效率相同
C．丙装置的总功率最大 D．乙装置所做的总功比甲的大
3．工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的
A．有用功减小，总功不变 B．有用功不变，总功减小
C．有用功增加，总功增加 D．有用功减小，总功减小
4．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（ ）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功 B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．机械做功越多，机械效率越高
5．下列关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．机械的功率越大，做功越快 B．机械效率越高，做功越多，功率越大
C．机械效率越高，做功越少，功率越大 D．机械效率越高，做功越少，但功率不一定大
6．下列说法中，正确的是（ ）
A．做功多的机械，做功快 B．功率大的机器，做功快
C．做功时间短的机械，做功快 D．功率大的机械，机械效率高
7．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F＝ f＝ B．F＝ f＝ C．F＝ f＝ D．F＝ f＝
8．如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60% D．拉力F的功率是150W
9．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
10．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J
11．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
12．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
13．小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（ ）
A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则
D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
14．如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说法错误的是（ ）
A．用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时，应尽量匀速
B．斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C．木块在匀上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力
D．斜面的倾斜程度越小，沿斜面所用的拉力越小
二、填空题
15．当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是_____；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是______，对水做的功是________（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为_______J，理由是：___________。
16．功的原理的内容：________；使用省力机械就要费________，使用省距离机械就要费________，所做的功一点儿也不会省，而且使用机械所做的功，总会比人们不用机械而直接用手所完成的功要________，因为在利用机械时不可避免的会因摩擦等额外的条件而做一些额外的功．
17．如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，使物体A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地对物体A的摩擦力为30N，则拉力F做的功为______J，滑轮组的机械效率为______。
18．如图所示，物体A重200N，在水平拉力F=10N的作用下沿水平面做匀速直线运动，已知滑轮组的机械效率为60%，物体A运动的速度为lm/s，则绳子自由端所受拉力F的功率为_______W，滑轮组所做有用功的功率为_______W．（绳重和滑轮重不计）
19．如图甲所示,用弹簧测力计将重为39N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端,则物块所受拉力为_____N,已知斜面的高为2m,长为4m,则拉力做功为______,斜面的机械效率为____________．若用图乙所示装置匀速提升该重物上升0.5m,当其机械效率与斜面相同时,竖直向上的拉力为__________N,该过程所做的额外功为__________．
20．设长和高之比为4∶1的斜面，把重600N的物体匀速推上去，所用沿斜面方向推力至少是________N，若实际所用推力为200N，则斜面的机械效率为___________．
21．在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有___，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着___，所以任何机械的机械效率总是____100%（选填“大于”或“小于”）。
三、实验题
22．如图某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，得到的数据如下表所示：
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械
效率
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
4
0.1
1.4
0.5
3
6
0.1
2.4
0.3
83%
（1）从表中数据可分析出实验1是用______图做的实验，实验2是用______图做的实验（选填甲或乙）；
（2）表中空白处填上的数据是______（百分数保留整数）；
（3）比较实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越______（选填“高”或“低”）；
（4）比较实验1和实验3可得结论：使用滑轮组时，______，可以提高滑轮组的机械效率。
（5）除题（4）的方法外，请再提一个提高滑轮组机械效率的方法______。
23．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义、提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中；
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码______，机械效率越高；
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与______有关；
③第5次实验室利用了图______的装置完成的；
④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力拉起，滑轮组的机械效率为______。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持物重和斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律
C、阿基米德原理 D、欧姆定律
24．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
2
2
1
6
2
2
4
1
10
3
2
6
1
18
（1）实验中要竖直向上________缓慢拉动弹簧测力计；
（2）表中实验次数________中有一个数据的记录是错误的，改正后计算其机械效率为________。分析表中数据可以得出：滑轮组的机械效率与___________无关。
（3）小红在小明实验的基础上设计出了乙、丙、丁三组实验，如图所示。
①小红设计乙、丙两次实验目的是为了探究滑轮组机械效率和___________的关系；
②小红在测量中发现丙、丁两次实验测量结果不同，因而得出：滑轮组的机械效率和滑轮组的绕线方式有关，你认为她的结论是___________（填“正确”或“错误”）的，你的理由是_________。
25．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如表．
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做_______运动．
（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为_______ %．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，_______越小，机械效率越大．
（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为________N．
26．如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着重为6 N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动，实验数据记录如下表．
(1)在第2次实验中，拉力所做的额外功是_______J，机械效率是_______．
(2)小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高．你觉得他的结论_______（可靠／不可靠），理由是______________．
(3)斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是_______、_______．
27．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率；实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升，（支点和杠杆的摩擦不计）问：
(1)重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为______？
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问：人的拉力F与第一次相比______（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。
四、计算题
28．小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2m，长3m，箱子的重力为300N，小明施加的沿斜面向上的推力是200N，箱子沿斜面向上运动的s-t图象如图乙所示。求：
（1）推力做功的功率；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小。
29．建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图像如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求
（1）动滑轮的自重；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？
30．如图所示，利用滑轮把重为300N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10m，物体升高了6m，所用时间为10s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中：
（1）拉力做的有用功；
（2）拉力的大小；
（3）拉力的功率。
31．将重为16N的重物用图示动滑轮匀速提升2m，所用拉力。不计轮轴处摩擦及绳重。求：
（1）该过程中的有用功。
（2）动滑轮的机械效率。
（3）动滑轮的重力。
32．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，动滑轮重40N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中。求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
33．图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
34．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
35．如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）
36．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
37．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M=25kg的木箱，长L=5m，高h=3m的固定斜面，他用F=100N的力拉绳，使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0=20J。已知动滑轮质量m=1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg。求：
（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
（2）小马同学拉力的功率；
（3）整个装置的机械效率；
（4）斜面对木箱的摩擦力大小。
38．如图是工人利用滑轮组提升重为960N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为120W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是140J，不计绳重。求：
(1)工人拉绳子的速度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
39．如图所示，小刚用滑轮组拉动重500N的货箱做匀速直线运动，在拉力F=40N的作用下，货箱1min移动6m，它与地面间的滑动摩擦力f为自重的0.2倍。
求：(1)绳端移动的距离；
(2)拉力F做的功；
(3)此滑轮组的机械效率。
40．在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
41．举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
(1)物体A的密度；
(2)当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力；
(3)物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。
42．如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象．（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：
（1）物体的边长；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）物体的重力．
43．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M重为500N，OA：OB=2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M，以0.5m/速度匀速上升了5m．（杠杆与绳的自重摩擦均不计）求：
（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力．
44．体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A，此时绳子达到最大承受力（若物体再增重绳子将断裂），不计绳重和摩擦．求：
（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是多少？
（2）若在（1）中提升物体A时，滑轮组的机械效率为80%，脚与地面的总接触面积为4×10﹣2m2，则人对地面的压强是多少？
（3）该同学仍用这根绳子和滑轮，组成如乙图所示的滑轮组，利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B（不计水的阻力），当提到B的下表面所受水的压强为1.5×103Pa时，绳子断裂，则在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是多少？
（4）正方体B的密度是多少？（计算结果用科学记数法表示，并保留到小数点后一位）
45．水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块现用斜面将其由底端匀速拉到顶端，如图所示已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离为2m，升高1m．求：
（1）物块放在水平地面上时对地面的压强；
（2）斜面的机械效率；
（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小．
46．如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图．在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为2×103N．已知水的密度为1.0×103kg/m2，取g＝10N/kg．不计水和空气的阻力．求
（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力．
（2）物体的质量和密度．
（3）水底的深度及水对水底的压强．
（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）．
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．滑轮及滑轮组在不计绳重及摩擦的情况下，产生额外功的是克服动滑轮的重力所做的功，所以三个装置所做的额外功相同，故A错误；
BD．三个装置所提升的是同一个重物，则所做的有用功相同，而由上面的分析知，三个装置所做的额外功相同，即总功相同，根据，所以机械效率相同，故B正确，D错误；
C．三个装置在相同的时间里所做的总功相同，根据得，三个装置的总功率相同，故C错误；
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
加润滑油后，工人提升同样的重物，也是提升到五楼，所以对重物做的有用功不变；但加了润滑油后，摩擦减小了，额外功变小，又因为总功等于有用功加上额外功，所以工人做的总功变小，故B正确．
4．C
【解析】
【详解】
AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；
BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率的物理意义表示做功的快慢，所以机械的功率越大，做功越快，故A正确；
BCD．机械效率越高，只能说明有用功在总功中占的比例越多，而不能说明做功的多少、做功的快慢，即不能说明做功越多或越少，功率越大或越小，故B、C、D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A．做功多的机械，做功不一定快，还要看做功的时间多少，故A错误；
B．功率表示做功的快慢，所以功率大的机器，做功快，故B正确；
C．做功时间短的机械，做功不一定快，还要看做功的多少，故C错误；
D．功率的大小与机械效率的大小无关，所以功率大的机械，机械效率不一定高，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
根据题意知道，拉力做的有用功
W有用＝Gh
拉力做的总功
W总＝Fs＝F×3h＝3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．动滑轮上有两段绳子承载，自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故自由端移动的距离
自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力F做功
故B错误；
C．滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．拉力F的功率
故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×20s=2m
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
故A错误；
B．拉力做功为
W总=Fs=100N×6m=600J
由η=得有用功
W有用=ηW总=60%×600J=360J
由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力
f===180N
故B错误；
C．拉力做的额外功
W额=W总-W有用=600J-360J=240J
额外功的功率
P===12W
故C正确；
D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．滑轮组的机械效率为
故A正确；
B．动滑轮重为
故B错误；
C．拉力的功率为
故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即
故A正确；
B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即
故B错误；
C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即
故C错误；
D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即
故D错误。
故选A。
14．C
【解析】
【详解】
A．为了保证弹簧测力计的示数稳定，需使木块受到的力为平衡力，则要让木块做匀速直线运动，故A正确，A不符合题意；
B．其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高，故B正确，B不符合题意；
C．木块在上升过程中受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，由于重力使物体有下滑的趋势，所以，要使物体匀速上升，拉力应大于摩擦力，拉力和摩擦力不是一对平衡力，故C错误，C符合题意；
D．斜面的倾斜程度越小，越省力，故D正确，D不符合题意。
故选C。
15． 额外功 有用功 额外功 0 在力的方向上没有移动距离
【解析】
【详解】
[1]当用桶从井中提水时，对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功。
[2][3]如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。
[4][5]当提着水桶在水平地面上匀速前进，由于在拉力的方向上没有移动距离，故对物体做功为零。
16． 使用任何机械都不省功 距离 力 多
【解析】
【分析】
使用机械可以省力、可以省距离、可以改变动力的方向，给人们带来方便；做到方便、快捷等；这是人们使用机械的目的，但使用任何机械都不能省功．
【详解】
使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理．使用省力机械就要费距离，使用省距离机械就要费力；因为在利用机械时不可避免的会因摩擦等额外的条件而做一些额外的功，所以做的功一点儿也不会省，而且使用机械所做的功，总会比人们不用机械而直接用手所完成的功要多．
17． 200 75%
【解析】
【详解】
[1]由图可知：n=2，绳子自由端移动的距离
s=ns′=2×5m=10m
拉力F做的功
WF=F拉s=20N×10m=200J
[2]该装置的机械效率
18． 30 18
【解析】
【详解】
（1）物体A运动的速度为1m/s，则绳自由端在1s内通过的路程为：s绳＝ns物＝nv物t＝31m/s10s＝30m；(2)因为η＝100100，所以f＝nFη＝310N60＝18N，则滑轮组所做的有用功的功率为：P＝＝fv物＝18N1m/s＝18W．
19． 2.6 10.4 75% 1.73 0.65
【解析】
【详解】
解答：（1）由图知，测力计的分度值为0.2N，示数为2.6N，拉力做功：W总＝Fs＝2.6N×4m＝10.4J，W有用＝Gh＝3.9N×2m＝7.8J，η＝75%；（2）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s＝3h＝3×0.5m＝1.5m ,有用功W有用＝Gh′＝3.9N×0.5m＝1.95J ,∵η＝75%；W总′＝＝2.6J ∵W总＝Fs，∴F′＝≈1.73N；W额＝W总-W有用＝2.6J-1.95J＝0.65J
点睛：（1）首先读出弹簧测力计的示数，注意分度值，利用W总＝Fs求总功，利用W有用＝Gh求有用功，根据η＝计算斜面的机械效率；（2）对滑轮组进行分析，判断出承担物重的绳子段数，s＝nh；求出有用功，知道机械效率，利用效率公式求总功，再根据W总＝Fs求拉力大小，根据总功等于有用功加上额外功求额外功的大小．
20． 150 75%
【解析】
【详解】
解答：斜面高为1m，长为4m，根据功的原理，若不计物体与斜面间的摩擦，此时所用的力最小．则Gh＝Fs，即G1m＝F4m,推力F＝ ＝＝150N；
若实际推力为200N.η＝＝75%
点睛：掌握机械效率的概念，知道机械效率是有用功与总功之比．对于斜面来讲，η＝实际所用推力与不计摩擦力时所用的推力之差，就是斜面对物体摩擦力的大小．
21． 重力 摩擦 小于
【解析】
【详解】
[1][2][3]在实际生产劳动中使用机械时，总要做一些额外功，原因是任何机械本身都有重力，并且机械零件与零件之间在发生相对运动时还存在着摩擦力；做功时，要克服机械的重力及摩擦力做功，即额外功，所以任何机械的机械效率总是小于100%。
22． 甲 乙 57% 低 提升钩码（物体）重力 减小绳重和摩擦
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] [2]由绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系知道，第1次实验时绳子的有效段数
n=3
由图知道，第1次实验是用甲图装置做的实验，同理，第2次实验时绳子的有效段数为5段，由图知道，第2次实验是用乙图装置做的实验。
（2）[3]第2次实验的机械效率
η2=×100%=×100%=×100%=57%
（3）[4]通过实验1和实验2的数据分析得出的结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的总质量越大），滑轮组的机械效率越低。
（4）[5]对比实验1和实验3，得出结论：使用相同的滑轮组提升重物时，提升物体的重力越大，机械效率越大。
（5）[6]提高滑轮组机械效率的方法，除了增大有用功，也可以减少无用功，故可以通过减小绳重和摩擦，减少无用功，提高滑轮组的机械效率。
23． 重力越大 动滑轮的重力 乙 80% 减小接触面粗糙程度 B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升物体的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。
②[2]比较3和4两次实验知，提升物体的重力相同，两滑轮的材质不同，而体积相同，根据，两滑轮的重力不同，机械效率也不同，发现：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。
③[3]第5次试验绳端移动的距离与物块提升的高度一致，说明使用的是定滑轮，即图乙。
④[4]利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，图甲中有三段绳子拉着动滑轮，滑轮组的机械效率为
可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（2）[5]小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。
（3）[6]实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械不省功，这种实验方法是实验推理法。
ACD．焦耳定律、阿基米德原理、欧姆定律可通过实验直接验证，故ACD不符合题意；
B．而牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的，故B符合题意。
故选B。
24． 匀速 2 66.7％ 物体上升的高度 （测力计移动的距离） 物重 错误 没有控制物重相同
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]做实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
(2)[2][3]图甲中的滑轮组由3段绳子承担物重，即 n=3；根据s=nh可知第2次实验中的测力计移动的距离测量错误，应该为
s2=3h2=34cm=12cm
故10cm错误。
[3]第1次实验测得滑轮组的机械效率
同理可得，第2次实验测得滑轮组的机械效率
同理可得，第3次实验测得滑轮组的机械效率
故滑轮组的机械效率为66.7。
[4]分析表中3次实验数据可以看出，虽然3次实验中提升钩码的高度不同，但是其机械效率是相同的，由此得出：同一滑轮组在提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(3)[5]小红设计乙、丙两次实验滑轮组相同，绕线方式相同，所挂物重不同，目的是为了探究滑轮组机械效率和物重的关系。
[6][7]小红在测量中发现丙、丁两次实验测量结果不同，因而得出：滑轮组的机械效率和滑轮组的绕线方式有关，她的结论是错误的；丙、丁两次实验虽然滑轮组的绕线不同，但没有控制所挂物重相同，因此不能得到以上结论。
25． 匀速直线 95.2 摩擦力 0.43
【解析】
【详解】
(1)为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动．(2)由图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F＝0.7N，则斜面的机械效率η×100%＝95.2%，比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．(3)由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功W有＝Gh＝4N×0.15m＝0.6J，拉力做的总功W总＝Fs＝1.1N×0.9m＝0.99J，则额外功W额＝W总−W有＝0.99J−0.6J＝0.39J，由W额＝fs得,木块所受摩擦力f0.43N.
点睛：（1）从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；（2）先读出弹簧测力计的示数，然后根据η求出机械效率；比较两次机械效率的大小即可判断；（3）先根据W有＝Gh和W总＝Fs分别求出有用功和总功，然后根据W额＝W总W有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f求出摩擦力．
26． 0.3 80% 不可靠 实际次数太少，结论不具有普遍性 盘山公路 螺丝钉
【解析】
【详解】
第2次实验总功W总=FS=3N×0.5m=1.5W；W有=Gh=6N×0.2m=1.2W；W额=W总-W有=1.5W-1.2W=0.3W； ；小明完成两次实验后，得出的结论是：光滑程度一样的斜面，其倾斜程度越大，机械效率越高．他的结论不可靠，理由是实际次数太少，结论不具有普遍性．斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中，应用了斜面的是盘山公路、螺丝钉．
27． 75% 变小 η2<η1，推到过程见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]有用功为
W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J
总功为
W总=Fs=4N×0.5m=2J
机械效率为
(2)[2]钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得
悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得
观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB
因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用=Gh可知，有用功减小；从上面的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。
28．（1）60W；（2）80N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图乙可知，箱子沿斜面做匀速直线运动，速度为
推力做功的功率
=Fv=200N×0.3m/s=60W
（2）有用功
W有=Gh=300N×1.2m=360J
总功
W总=Fs总=200N×3m=600J
额外功
W额=W总-W有=600J-360J=240J
斜面对箱子摩擦力的大小
答：（1）推力做功的功率是60W；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小是80N。
29．（1）100N；（2）300N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）忽略绳重、吊篮重及摩擦，由图像可知，当η= 60%，重物G=150N，因为
所以
解得G动= 100N。
（2）当η'= 75%时，滑轮组的机械效率
即
75%=
解得G'= 300N。
答：（1）动滑轮的自重是100N；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是300N。
30．（1）1800J；（2）120N；（3）240W
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）拉力做的有用功
W有=Gh=300N×6m=1800J
（2）拉力做的总功
滑轮是动滑轮，绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×10m=20m
拉力的大小
（3）拉力的功率
答：（1）拉力做的有用功是1800J；
（2）拉力的大小是120N；
（3）拉力的功率是240W。
31．（1）32J；（2）80%；（3）4N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）有用功
W有=Gh=16N×2m=32J
（2）总功为
W总=Fs=Fnh=10N×2×2m=40J
动滑轮的机械效率
（3）动滑轮的重力
G1=nF-G=2×10N-16N=4N
答：（1）该过程中的有用功32J；
（2）动滑轮的机械效率80%；
（3）动滑轮的重力4N。
32．（1）200N；（2）80W；（3）90%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图可知，绳子承担重物的段数n为2，不计绳重和摩擦，则拉力F的大小
（2）物体A在5s内匀速上升了1m，则拉力F作用下的绳子自由端移动距离
拉力F做功
则拉力F做功的功率
（3）物体A克服重力做的有用功
则滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F的大小是200N；
（2）拉力F做功的功率是80W；
（3）滑轮组的机械效率是90%。
33．（1）；（2）3750W；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解（1）提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
（2）物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为；
（2）拉力F的功率为；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
34．（1）60W；（2）100N；（3）80％
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
（2）根据F=，动滑轮重力为
G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
（3）若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮重力为100N；
（3）滑轮组的机械效率为80％。
35．（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力
物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强
其对地面的压强是4000Pa。
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力
滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据得动滑轮的重力
提升重物过程中所做有用功
提升重物过程中所做的额外功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是88.5%。
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度
从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力
由
可得，物体B的重力
又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力
物体B在水中所受浮力
根据
可知，物体B的体积
由得，物体B的质量
再根据可知物体B的密度
物体B的密度是。
答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）物体B的密度是。
36．（1）300J；（2）62.5%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）甲工人做的功
W甲P甲t300J
（2）货物与地面的摩擦力
fF甲150N
滑轮组对货物的拉力
F牵f150N
滑轮组的机械效率
62.5
答：（1）甲工人做的功为300J；
（2）该滑轮组的机械效率为62.5。
37．（1）25s；（2）40W；（3）75%；（4）40N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）木箱移动的距离
木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间
（2）由图知，动滑轮上绳子的股数n=2，绳子自由端移动的速度
拉力的功率
（3）物体的重力
机械做的有用功
绳子自由端移动的距离
机械做的总功
整个装置的机械效率
（4）动滑轮的重力
克服动滑轮重力所做的功
克服摩擦力做的功
斜面对木箱的摩擦力为
答：（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为25s；
（2）小马同学拉力的功率为40W；
（3）整个装置的机械效率为75%；
（4）斜面对木箱的摩擦力为40N。
38．(1)0.3m/s；(2)80%；(3)240N
【解析】
【详解】
(1)已知，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，由图可知绳子的股数为3，工人拉绳子的速度为
(2)已知，工人拉力F的功率为120W，根据P=Fv可知，拉力为
滑轮组的机械效率为
(3)根据公式
推导出动滑轮的重力为
答：(1)工人拉绳子的速度为0.3m/s；
(2)滑轮组的机械效率为80%；
(3)滑轮组中的动滑轮的重力为240N。
39．(1)18m；(2)720J；(3)83.3%
【解析】
【详解】
(1)由图可知，动滑轮上绳子的段数， 绳端通过的距离
(2)拉力F做功
(3)货箱与地面间的摩擦
有用功
滑轮组机械效率
答：(1)绳端移动的距离18m；
(2)拉力F做的功720J；
(3)此滑轮组的机械效率83.3%
40．（1）1200J；（2）；（3）500N
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）推箱子做的有用功
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J
（2）推箱子做的总功
W总= W有+W额=1200J+300J=1500J
由得斜面的机械效率
（3）由W总=Fs得沿斜面的推力
答：（1）推箱子做的有用功1200J；
（2）斜面的机械效率是；
（3）沿斜面的推力为500N。
41．(1)3×103kg/m3；(2)8×105N；(3)80%
【解析】
【详解】
(1)根据图乙可知，物体完全露出水面后，拉力：F1=3×105N，则物体的重力
G=F1=3×105N
由G=mg可得，物体的质量
m===3×104kg
由图乙可知，物体全部浸没时，物体A所受的拉力：F1′=2×105N，则物体浸没时受到的浮力
F浮=G-F1′=3×105N-2×105N=1×105N
由F浮=ρ水gV排可得物体的体积
V=V排===10m3
物体A的密度
ρ===3×103kg/m3
物体A的密度为3×103kg/m3。
(2)由v=可得物体在80s内通过的距离
s=vt=0.1m/s×80s=8m
即在计时起点时物体上表面在水中所处的深度
h=s=8m
物体上表面受到的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
由V=Sh可得，物体的底面积
S===10m2
则物体A上表面受到海水的压力
F=pS=8×104Pa×10m2=8×105N
物体A上表面受到海水的压力为8×105N。
(3)根据图丙读出物体运动80s，拉力做的功：W总=2×106J，而有用功
W有=F1′s=2×105N×8m=1.6×106J
滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%
滑轮组的机械效率为80%。
答：(1)物体A的密度为3×103kg/m3；
(2)当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力为8×105N；
(3)滑轮组的机械效率为80%。
42．（1）1m；（2）104N；（3）105N．
【解析】
【分析】
（1）物体始终匀速上升，但在物体离开水面上时，其浮力发生变化，要维持匀速，故其拉力F也会发生变化，从而确定物体离开水面过程中用的时间，进而算出物体边长；
（2）根据浮力公式即可求出；
（3）该图中用到了滑轮组，由滑轮组特点结合图形可知物体升高h，绳子拉力的路程为3h，再结合机械效率的计算公式即可求解．
【详解】
（1）由图象可知正方体的边长：
L＝vt＝0.1m/s×（110s﹣100s）＝1m；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（1m）3＝104N；
（3）物体在水中匀速上升时，有：
解得：G＝105N．
【点睛】
本题考查了速度公式，功的计算公式，浮力大小的计算等多个知识点，难度不大，关键是读懂图象提供的信息．
43．（1）物体M2的重力为80N；
（2）拉力F的功率为50W；
（3）物体M1对水平面的压力为245N．
【解析】
【分析】
（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
已知滑轮组的机械效率，根据得出物体M2的重力；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，作用在绳子自由端的拉力：根据绳子自由端移动的距离为：
s=2h，由得出绳子自由端的速度为物体上升速度的2倍，根据求出拉力F的功率；（3）由力的平衡，得出绳子对定滑轮向上的拉力，根据力的作用是相互的，即定滑轮对绳子的拉力可知作用在杠杆B端的力为，根据杠杆的平衡条件求出绳子作用在杠杆A端的力，根据力的作用是相互的知杠杆对绳子的拉力，即绳子对绳子对M1向上的拉力为FA′，由力的平衡，求出地面对M1的支持力，由力的相互性求出物体M1对水平面的压力．
【详解】
（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率：即
解得物体M2的重力：G＝80N；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
由可得绳子自由端的速度为：
v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：
F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：
F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：
F压＝F支＝245N．
【点睛】
本题考查有关滑轮的知识，力的平衡和相互性及杠杆的平衡条件、机械效率公式的运用，综合性强．
44．（1）800J（2）6250Pa（3）60N（4）8.9×103kg/m3
【解析】
【详解】
（1）对物体做的有用功： ；
（2）由得拉力做的总功：，
由甲图可知，n＝2，则绳端移动的距离： ，
由 可得绳端的拉力（由题知绳子达到最大承受力）：，
人对地面的压力：，
人对地面产生的压强： ；
（3）物体B下表面受到水的压力：，
由图乙可知，物体B上表面已经露出水面，根据浮力产生的原因（物体上下表面受到的压力差）可得，物体B受到的浮力： ；
（4）在甲图中，不计绳重和摩擦，拉力 ，则动滑轮的重力： ，
在图乙中，n＝3，在绳子断裂的瞬间，绳端的拉力F仍然为250N，
因拉力，则动滑轮受到向下的拉力：，
根据力的平衡条件可得，物体B所受的重力： ，
物体B的质量：，
物体B的体积： ，
物体B的密度：．
答：（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是800J；
（2）人对地面的压强是6250Pa；
（3）在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是60N；
（4）正方体B的密度是8.9×103kg/m3．
45．（1）5×103Pa；（2）83.3%；（3）20N
【解析】
【分析】
（1）水平地面上放着的物体对支持面的压力等于其重力，由已知条件求出受力面积，根据，计算物块放在水平地面上时对地面的压强；
（2）由计算斜面的机械效率；
（3）由W额外 =W总 -W有计算物体拉上斜面做的额外功，又因为额外功是克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功，然后根据W=Fs计算沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小．
【详解】
（1）根据题意知道，正方体物体的重力是200N、边长为0.2m，所以对水平面的压力是：F=G=200N，受力面积是：s=（0.2m）2 =0.04m2 ；
由知道，物块放在水平地面上时对地面的压强是：；
（2）将物体拉上斜面做的总功是：
做的有用功是：
斜面的机械效率：≈83.3%；
（3）将物体拉上斜面做的额外功是：W额外 =W总 -W有 =240J-200J=40J
克服物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力做的功为额外功，故沿斜面向上滑动时，
所受的摩擦力大小是：=20N．
46．（1）2×103N（2）0.2 m2（3）500 kg（4）2.5×103kg/m3（5）6.5m（6）6.5×104Pa（7）83.3%.
【解析】
【分析】
根据第13s时物体全部露出水面和前10s内物体浸没水中拉力的差值计算出物体浸没在水中所受的浮力，利用阿基米德原理可计算出物体的体积；利用重力和密度公式可以计算出物体的质量和密度；利用速度公式和液体压强公式可以计算水底的深度和对水底的压强；根据已知条件求出有用功和总功，利用
算出滑轮组的机械效率．
【详解】
（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时拉力： ，前10s内物体浸没水中，此时拉力： ，
因此物体浸没在水中所受的浮力：，
由阿基米德原理可知，物体的体积： ；
(2)物体的质量： ，
物体的密度： ；
(3)物体从水底至完全露出水面的时间t=13s，由速度公式 变形可得，
水底的深度： ；
由液体压强公式可得，水对水底的压强： ；
(4)由图甲可知，承担动滑轮绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离s是物体上升高度h的3倍，即 ，
故拉力做的功： ，
有用功：，
因此滑轮组的机械效率： .
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