中考物理专题训练 考点16：机械效率

一、选择题
1. （2018龙东市，14，3分）


【答案】BD
【解析】由图可知，与动滑轮相连的绳子读数：，绳子被拉下的长度：，故A不正确；做的有用功：，故B正确；总功：，机械效率：，故C不正确；拉力的功率：，故D正确．

2. （2018年黑龙江省齐齐哈尔市，12，3分）

【答案】ABD
【解析】根据滑轮组的工作的特点判断出承担物体重力的绳子数，再根据有用功、总功、机械效率的计算方法结合题意来分析解答；
由图可知，承担物体重力的绳子数为2，
A. 由于绳重和摩擦忽略不计，所以工人提升重物时，绳子的拉力为：
，故A正确；
B. 工人做的有用功为：，故B正确；
C. 工人做的总功为：，故C错误；
D. 此滑轮组的机械效率为：，故D正确。

3. （2018湖北省黄石市，题号23，分值2）

【答案】C
【解析】用动滑轮提升重物上升h高度，测力计要上升2h高度，故A错误；使用动滑轮可以省力，但不能省功，故B错误；减少动滑轮的重力，在提升同一物体上升相同的高度，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故C正确；使用定滑轮提升重物时，由于定滑轮是等臂杠杆，所以向各个方向拉力一样，故D错误。

4. （2018辽宁省抚顺，第10题，3分）

【答案】BD
【解析】由图可知，承担物重的绳子n=3；吊篮上升的速度，则绳子自由端移动的速度，故A错误；拉力的功率：，故B正确；拉力做的总功：，不计吊篮重、绳重及摩擦，则额外功等于克服动滑轮重力所做的功，有，故C错误；同一个滑轮组，提升的重物越重，机械效率越高，向吊篮里增加西瓜，此滑轮组的机械效率将变大，故D正确。

5. （2018山东聊城，12，4）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（ ）

A．工人做的总功为900J B．工人做的额外功为300J
C．工人做功的功率为60W D．此斜面的机械效率为75%
【答案】BD
【思路分析】根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据P=可求功率；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
【解题过程】解：
A、工人做的总功为：W总=Fs=400N×3m=1200J；故A错误；
B、做的有用功为：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J；
所做额外功为：W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J；故B正确；
C、工人做功的功率为：P===80W；故C错误；
D、斜面的机械效率为：η==×100%=75%；故D正确；
故选：BD。

6.（2018哈尔滨市，25，2分）


【答案】C
【解析】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数：，绳子自由端移动的速度：，故A不正确；该滑轮组是省力机械，故C不正确；滑轮组的机械效率：，故C正确；有用功：，故D不正确．

7. （2018湖北十堰，9，1.5） 如图所示，滑轮组将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm，拉力F大小为10N，滑轮组的机械效率为80%，下列说法中正确的是（ ）

A．拉力F做功的功率为2W
B．2s内绳子自由端移动的距离为0.4m
C．滑轮组做的有用功为50J
D．物体A受到水平地面的摩擦力为16N
【答案】
【思路分析】（1）根据W=Fs求出拉力做的功，由速度的变形公式求出时间，然后根据P=求出拉力的功率；
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的股数n=2，可知根据sF=2sA，求出2s内绳子自由端移动的距离；
（3）根据η=求出滑轮组做的有用功；
（4）由图示可知，滑轮组承重绳子的股数n=2，根据η===求出摩擦力f。
【解题过程】解：A、拉力做的功：W总=F×2s=10N×2×1m=20J，
由v=可得：t===5s；
拉力的功率：P===4W，故A错误；
B、2s内物体移动sA=vA×t=0.2m/s×2s=0.4m，自由端移动的距离sF=2×0.4m=0.8m，故B错误；
C、拉力做的功：W总=F×2s=10N×2×1m=20J，
由公式η=得，W有用=W总×η=20J×80%=16J，故C错误；
D、滑轮组承重绳子的股数n=2，根据η===得，80%=，f=16N，故D正确。
故选：D。

8. （2018湖北咸宁，10，2）如图所示，用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m，若动滑轮重20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A．绳子自由端向上移动了4m B．拉力F的功率为90W
C．拉力F为90N D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】B
【思路分析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据s=nh求出绳端移动的距离；
（2）根据F=（G+G动）求出拉力；根据W=Fs可求拉力做功；根据P=可求拉力做功的功率；
（3）根据W=Gh求出克服物体重力做的有用功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率。
【解题过程】解：
由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故A错误；
不计摩擦及绳重，拉力：
F=（G+G动）=×（160N+20N）=60N，故C错误；
拉力做功：W总=Fs=60N×6m=360J，
拉力做功的功率：P===90W，故B正确；
有用功：W有用=Gh=160N×2m=320J，
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%≈88.9%，故D错误。
故选：B。

9.（2018湖北省宜昌市，题号9，分值2）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是
A.有用功越多。机械效率越高
B.同一起重机提起的货物越重，机械效率越高
C.额外功越少，机械效率越高
D.同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高
【答案】B
【解析】机械效率，与有用功和总功都有关系，故A错误；同一起重机提起的货物越重，有用功越多，而额外功相等，则有用功占总功的比例越大，机械效率越高，故B正确；额外功少，机械效率不一定高，故C错误；起重机的机械效率与提起货物的速度无关，故D错误。

10. 2018辽宁省鞍山市，第11题，3分）


【答案】AD
【解析】由图可知，承担物重的绳子段数n=4，重物上升的速度，则绳子自由端移动的速度，故A正确；动滑轮总重：，故B错误；滑轮组的机械效率：，故C错误；提升更重的物体，有用功占总功的比值增大，机械效率会变大，故D正确。

11. （2018内蒙古自冶区包头市，6，3分）
下列四种情况说法正确的是




A.图甲中，物体在2~7s内的平均速度为2m/s
B.图乙中，a、b两种物质的密度之比为1:4
C.图丙中，物块M向左做匀速直线运动，该装置的机械效率为75％
D.图丁中，杠杆在水平位置平衡，OA:AB=1:2，则F:G=1:2
【答案】C
【解析】A.根据图甲分析出2—7s移动的距离，计算出平均速度；
B.根据图乙找出体积相同时，两种物质的质量之比即为密度之比；
C.根据滑轮组的机械效率的计算公式计算出机械效率即可；
D.根据杠杆的平衡条件的相关知识，结合题意计算出力之比；
A.由图甲可知，物体在2—7s通过的距离为：s=6m-2m=4m，则平均速度为：，故A错误；
B.由图乙可知，当物体的体积同为4cm3时，a的质量为20g，b的质量为5g，所以两物体的密度之比为：20g:5g=4:1，故B错误；
C.由图可知，承担摩擦力的绳子数为2，此滑轮组的机械效率为：
，故C正确；
D.由题意可知，，故D错误.

12. （2018福建B卷，11，2） 如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（ ）

A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大
【答案】D
【思路分析】不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功与额外功之和； 机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。
【解题过程】 解：
AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；
CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η==，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。
故选：D。

13. （2018广东深圳，10，3）如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）。下列说法错误的是（ ）

A．弹簧测力计的拉力是2.4N
B．物体上升的速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
【答案】C
【思路分析】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；
（2）利用速度公式求物体上升速度；
（3）由图知，n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，利用W总=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；
（4）知道物体重，利用W=Gh求出有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解题过程】解：
A、由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，故A正确；
B、物体上升速度v===0.05m/s，故B正确；
C、由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，
拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
拉力做功的功率：
P===0.36W，故C错误；
D、有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
滑轮组的机械效率：
η==×100%≈83.3%，故D正确。
故选：C。

14. （2018江苏常州，8，2） 用如图所示的滑轮组提升300N重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，不计绳重和轮、轴间摩擦.则
A.绳子自由端移动的距离为4m B.动滑轮重50N
C.拉力做功的功率为150W D.此过程滑轮组的机械效率为80%

【答案】D 【解析】本题考查了滑轮组、有用功、总功、机械效率、功率的计算。A选项绳子自由端移动的距离为s=3×2m=6m，A选项错误；B选项根据F=1/n(G物+G动)得：动滑轮中G动=nF-G物=3×125N-300N=75N,B 选项错误；C选项拉力做功的功W=Fs=Fnh=125N×3×2m=750J，功率P=W/t=750J/4S=187.5W，C选项错误；D选项此过程滑轮组的机械效率η=W有用/W总×100%= Gh/ Fs×100%=G/nF=300N/(3×125N)×100%=80%,D选项正确。


15. （2018山东东营，4，3） 对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
【答案】C
【思路分析】（1）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%；
（2）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。
【解题过程】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选：C。

16.（2018四川省攀枝花市，题号8，分值3）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）

A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
【答案】D
【解析】由图知，n甲=3，n乙=4，由于绳端移动的距离s=nh，则s甲＜s乙，F1和F2大小相等，则F1在相同的时间内所做的功较少，力F1做功的功率较小，故A、B错误；由于提升的物重和绳子受的拉力相同，因此两个滑轮组一样省力，相同的有用功而甲做的总功较少，所以甲滑轮组的机械效率比乙的高，故C错误，D正确。
17. （2018山东省滨州市，13题，4分）如图所示，重400 N的物体在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匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A.绳子自由端移动的距离为3 m
B.有用功为400 J
C.拉力F的功率为9 W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N
【答案】ACD
【解析】由图可以看出，摩擦力由3段绳子承担，即n=3。物体10s内移动的距离是，则绳子自由端移动的距离为，故A正确；拉力F做的功，为总功其大小是：，则此过程中有用功为，故B选项错误；拉力F的功率为，故C选项正确；物体与地面间的滑动摩擦力，故D正确。故选为A、C、D。
18. （2018四川省广安市，题号11，分值1.5）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力），则下列说法正确的是（ ）

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斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】拉力所做的有用功为：，拉力所做的总功为：；选项C错误；斜面的机械效率为：，选项D错误；额外功为：，斜面上的摩擦力为：，选项A正确；拉力的功率为：，选项B错误。故选A。
19. （2018重庆（B卷），7，3分）部分农户在新建住房时,常利用如图所示的简易清轮提升建材．在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600 N的建材在10内匀速提高3m．则下列判断正确的是（ ）

A．滑轮所做的有用功为1200J
B．滑轮受到的重力为100N
C．该滑轮的机械效率
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s
【答案】C
【解析】滑轮所做的有用功：，故A不正确；不计绳重和摩擦时，动滑轮重力：，故B不正确；绳子拉出的长度：，总功：，该滑轮的机械效率：，故C正确；绳子自由端移动的速度：，故D不正确．
20. （2018湖南省常德市，题号17，分值3）如图所示，小红用10N的拉力将重为20N的物体在5s内匀速提升了0.2m，则以下说法正确的是（ ）
A.绳子自由端移动的距离为0.4m
B.有用功为4J
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.拉力的功率为12W
【答案】B
【解析】图中的动滑轮上的绳子的段数是3，绳子自由端移动的距离为：s=3h=3×0.2m=0.6m，选项A错误；拉力所做的有用功为：，选项B正确；拉力所做的总功为，滑轮组的机械效率为：，选项C错误；拉力的功率为：，选项D错误。故选B。
21.（2018四川省自贡市，题号17，分值2）如右图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（ ）

A.做的总功是400J
B.拉力F的功率是25W
C.绳子自由端被拉下1m
D.滑轮组的机械效率是80%
【答案】D
【解析】图中的滑轮组的绳子的段数是2，拉力方向上通过的距离为：s=2h=2×1m=2m，拉力所做的总功为：，选项A错误；拉力的功率为：，选项B错误；绳子自由端拉下的距离为2m，选项C错误；有用功为：，滑轮组的机械效率为：，选项D正确。故选D。
22. （2018山东省滨州市，13题，4分）如图所示，重400 N的物体在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匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A.绳子自由端移动的距离为3 m
B.有用功为400 J
C.拉力F的功率为9 W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N
【答案】ACD
【解析】由图可以看出，摩擦力由3段绳子承担，即n=3。物体10s内移动的距离是，则绳子自由端移动的距离为，故A正确；拉力F做的功，为总功其大小是：，则此过程中有用功为，故B选项错误；拉力F的功率为，故C选项正确；物体与地面间的滑动摩擦力，故D正确。故选为A、C、D。
23. （2018湖南省邵阳市，5，2分）如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。下列说法正确的是
A．机械效率是80% B．有用功是1800J
C．额外功是300J D．总功是2100J

【答案】B
【解析】A、由图知，动滑轮是两股绳，所以绳头移动的距离S=2×3m=6m,
故机械效率是，
B、 W有用=Gh=600N×3m=1800J，故B正确；C、额外功W额外=W总-W额外=2400J-1800J=600J，故C错误；
D、W总=Fs=400N×6m=2400J,故D错误，因此选B。
24.（2018四川省乐山市，题号16，分值2.5）图甲中力F1水平拉着重为G的物体在水平路面匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面匀速移动s的距离，拉力为F2。使用动滑轮的过程中

A．总功为
B．有用功为
C．机械效率为
D．额外功为
【答案】D
【解析】使用动滑轮拉力端移动距离s′=2s，拉力做的总功W总=F2s′=F2×2s=2F2s，故A错；使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有=F1s，故B错；机械效率η=，故C错；额外功W额=W总-W有=2F2s-F1s，故D正确。


二、填空题
1. （2018广西柳州，14，2） 在物理学中，把 功和总功的比值叫做机械效率。由于存在额外功，机械效率总 1 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】有用功 小于
【解析】本题考查的是机械效率，物理学中把有用功和总功的比值叫做机械效率，由于额外功存在机械效率总是小于1.
2. （2018省市，10，2）

【答案】70％；200
【解析】有用功：，绳子拉出的长度：，总功：，工人所用装置的机械效率：；工人对绳子拉力的功率：．

3. （2018湖南省衡阳市，题号21，分值2）如图所示，用滑轮组提起一个重为7N的物体，在拉力F＝4N的作用下，10s内物体滑竖直方向匀速升高了2m不计绳重和摩擦，可知拉力F的功率为___W，此滑轮组的机械效率为_______。

【答案】1.6W；87.5%。
【解析】10s内拉力F做的功，功率为；机械效率为：。

4. （2018湖南省怀化市，21，2分）

【答案】5；62.5%
【解析】根据有用功能含义，是把物体提高到1m的高处，因此对物体直接做的功即为
有用功W有用=Gh=5N×1m=5J；总功W总=FS=2N×4m=8J，
所以机械效率为：


5. （2018江苏省扬州市，题号18，分值3）



【答案】15 80 20
【解析】由图可知：n=2，s=nh=2×3m=6m，拉力所做的功：W总=Fs=50N×6m=300J，拉力的功率：P总=W总/t==300J/20s=15W；做的有用功：W有用=Gh=80N×3m=240J，则滑轮组的机械效率：；不计绳重与摩擦，动滑轮的重力：G动=nF-G物=2×50N-80N=20N。

6.（2018山东临沂，26，2）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】80；变大
【思路分析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。
【解题过程】解：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，
不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；
使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。
故答案为：80；变大。

7. （2018山东枣庄，15，2） 如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞；＜
【思路分析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=（G+G动）结合FA=FB得出提升物体的重力关系。
【解题过程】解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%，
因物体的重力G越大，1+越小，越大，且动滑轮的重力相等，
所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲=2，n乙=3，
由F=（G+G动）可得，提升物体的重力：
G=nF﹣G动，
则FA=FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。
故答案为：＞；＜。

8. （2018四川眉山，17，4） 如图所示，一同学在用滑轮组匀速提升不同重物时，记录下了绳子自由端拉力F与对应所提升的物体的重力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
根据上表数据分析可知，绳子自由端拉力F与物体重力G的关系式为F= ；当物体重力G=10N时，此滑轮组的机械效率η= 。


【答案】0.5G+0.3N；94.3%。
【思路分析】由表格数据，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，由此解答；根据物体的重力求出拉力的大小，然后根据机械效率公式求出机械效率。
【解题过程】解：
由表格数据可知，重力G每增大1N，绳子自由端的拉力F增大0.5N，所以F与G成一次函数关系，
设F与G关系的表达式为F=kG+b，
由表格第一组数据，当G=1N，F=0.8N，
则：0.8N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由表格第二组数据，当G=2N，F=1.3N，
则：1.3N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①可得k=0.5，
将k=0.5代入①解得b=0.3N，
所以拉力F与物体所受重力G的关系式：F=0.5G+0.3N；
当物体重力G=10N时，此时的拉力：F=0.5×10N+0.3N=5.3N；
由图可知，有两段绳子拉着动滑轮；
滑轮组的机械效率为：η=====≈94.3%。
故答案为：0.5G+0.3N；94.3%。

9.（2018云南省，第16题，2分）


【答案】 80% 200
【解析】滑轮组的机械效率：；动滑轮的重力：F=1/2（G+G动），G动=2×500N-800N=200N。

10. （2018江苏南京，17，5） 用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为 J，总功为 J，滑轮组机械效率为 ，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有
和 （选填序号）

【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）由图可知，n=2，拉力端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力做的总功；
（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
（4）①使用滑轮组提升重物时，由于动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度；
②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮）；
③额外功等于总功减去有用功；
④拉力的功率等于拉力做的功与做功时间之比。
【解题过程】解：
（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；
（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：W总=Fs=50N×4m=200J；
（3）滑轮组的机械效率：
η==×100%=75%；
（4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；
②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；
③额外功等于总功减去有用功，W额=W总﹣W有用=200J﹣170J=30J；
④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。
可见，还能求出的有①、③。
故答案为：170；200；85%；①；③。

11. （2018江苏省徐州市，第31题，3分）31.如图所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物．使用动滑轮的好处是 ▲ ．若物体重450N，工人所用拉力为250N，则动滑轮的机械效率为 ▲ ；用该滑轮匀速提升重600N的物体，若不计绳重和摩擦，则工人所用的拉力为 ▲ N．

【答案】省力 90% 325
【解析】使用动滑轮的好处是可以省力；动滑轮的机械效率为：
；不计绳重和摩擦，动滑轮重为：；提升600N物体时，拉力为。

12. （2018辽宁省辽阳市，第20题，4分）


【答案】10 90% 变大
【解析】由图可知，承担物重的绳子n=2，不计绳重和摩擦，则拉力F：，F所做的功：，功率：；滑轮组的机械效率为：；同一个滑轮组，提升的重物越重，有用功在总功中所占的比值越大，机械效率越高，所以用此滑轮组提升100N的重物，滑轮组的机械效率将变大。

13. （2018四川省德阳市，36，4分）
如图所示,沿斜面把质量为12kg的个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m.则其机械效率是 %,物体所受摩擦力是 N

【答案】60；40。
【解析】（1）知道拉力大小，利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机械效率。
（2）克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。
有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；
拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；
则斜面的机械效率：η=×100%=60%；
额外功：W额=W总-W有=200J-120J=80J，
所以物体所受的摩擦力：。

14. （2018湖南岳阳，13，4） 用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为 ；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【答案】60%；变大
【思路分析】知道物体重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道总功，利用效率公式求滑轮组的机械效率；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。
【解答过程】解：
有用功：W有用=Gh=720N×10m=7200J；
已知所做的总功：W总=12000J；
则滑轮组的机械效率为：η==×100%=60%；
用该滑轮组提升更重的物体，在提升高度相同时，由于物重增大，则有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。
故答案为：60%；变大。

15. （2018海南，17，4） 如图所示，用动滑轮把重为40N的物体A以0.5m/s的速度匀速提升，用时4s，拉力F的大小是25N，则拉力F的功率是 W，动滑轮的机械效率是 。

【答案】25；80%
【思路分析】（1）动滑轮上绳子的有效股数为2，绳端移动速度等于物体升高速度的2倍；利用P=Fv求拉力F做功功率；
（2）绳端移动距离s=2h，动滑轮的机械效率η====。
【解题过程】解：
（1）动滑轮上绳子的有效股数为2，则绳端移动速度：
v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，
拉力F做功功率：
P===Fv=25N×1m/s=25W；
（2）绳端移动距离s=2h，
动滑轮的机械效率：
η=====×100%=80%。
故答案为：25；80%。

16.（2018湖北荆门，13，4） 工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜画的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。拉力的功率为
W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为 。

【答案】不变；增大；80；62.5%
【思路分析】（1）影响动能的因素为：质量、速度。
（2）影响重力势能的因素为：质量、高度。
（3）运用公式W=Fs，求出总功，再运用P=，可求功率。
（4）运用公式W=Gh，求出有用功，再运用机械效率的公式，可求出η。
【解题过程】解：
（1）将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变。
（2）物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，所以其重力势能增大。
（3）图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离为：s=2L=2×2m=4m；
拉力做功为：W总=Fs=200N×4m=800J；
拉力的功率为：P===80W；
（4）此过程的有用功为：W有=Gh=500N×1m=500J；
这个装置的机械效率为：η==×100%=62.5%；
故答案为：不变；增大；80；62.5%。

17. （2018江苏淮安，14，3） 如图所示，工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m，所用时间为lmin，则工人做的有用功是 J，工人做功的功率是 W，动滑轮的机械效率是 。

【答案】2400；50；80%
【思路分析】（1）根据W有用=Gh求出有用功；
（2）根据s=2h求出拉力移动距离，再根据W总=Fs求出拉力做的总功，根据P=求出工人做功的功率；
（3）根据η=求出机械效率。
【解题过程】解：
（1）有用功：W有用=Gh=400N×6m=2400J；
（2）由图知n=2，则拉力端移动距离：s=2h=2×6m=12m，
拉力做的总功：W总=Fs=250N×12m=3000J，
工人做功的功率：
P===50W；
（3）动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=80%。
故答案为：2400；50；80%。

18. （2018江苏泰州，19，3） 如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 ，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将 （变大/变小/不变）。

【答案】100；80%；变大
【思路分析】（1）图可知，连接动滑轮绳子的股数n，然后根据s=nh求出自由端移动的距离，再利用W=Fs求出拉力做的功；
（2）先根据W=Gh求出拉力做的有用功，然后利用η=×100%即可求出滑轮组的机械效率；
（3）根据η=×100%=×100%=×100%=×100%可判断滑轮组机械效率的变化情况。
【解题过程】解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，
绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m；
则在这个过程中拉力做的功：
W总=Fs=25N×4m=100J；
（2）拉力做的有用功：
W有=Gh=40N×2m=80J，
则滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知，
滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。
故答案为：100；80%；变大。

19.（2018河北，25，3） 一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m,起重机做的有用功是 J。若起重机做的额外功是 9600」，则机械效率是 ，起重机的总功率是 W。
【答案】14400 2400
【解析】有用功；机械效率；起重机的总功率
20. （2018江苏省盐城市，题号19，分值3）在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为1.8N， 2s钩码上升0.2m，此过程中有用功为 ▲ J，拉力做功的功率为 ▲ W，动滑轮的机械效率为 ▲ 。
【答案】0.6；0.36；83.3%。
【解析】根据功的公式得到有用功为：；总功为：；拉力的功率为：；动滑轮的机械效率为：。
21.（2018山东临沂，题号26，分值2分）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N (不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为______N;如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率___ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】80；变大。
【思路分析】不计绳重和摩擦，人拉绳子自由端的拉力F=（G+G动）；用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高。
由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，
不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：F=（G+G动）=（140N+20N）=80N；
使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。
22. （2018四川省内江市，18题，4分）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N,每次运送的量不定.图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为 N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦)

【答案】100 200
【解析】在不计绳重和摩擦的情况下，只需克服动滑轮的重力做额外功，此时滑轮组的机械效率可以表示为η＝＝＝＝，根据图像可知，当G＝100N时，η＝50%，则50%＝，解得G动＝100N；当运送3件货物时，则根据力的平衡关系可知，2F＝G′+G动＝300N+100N，解得F＝200N。

23.（2018安徽，4，2分）如图所示，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为 。

【答案】 85%
对物体做的有用功W有=Gh，拉力做的总功W总=Fs=F·2h.滑轮组的机械效率

24.（2018山东省菏泽市，15，1分）使用同一个滑轮组提升物体，提升的物体质量越大，滑轮组的机械效率______(填“越高”“越低”或“不变”)
【答案】越大
【思路分析】根据滑轮组的机械效率的计算公式，结合题意来分析解答。
【解题过程】
使用同一个滑轮组提升物体时，效率为：
，
可知，同一个滑轮组提升物体时，对动滑轮做的额外功是不变的，当提升的物体质量越大时，有用功越大，所以效率会提高。


三、解答题
1. （2018北京，34，3）图25是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J。
求：（1）有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）动滑轮的机械效率。

【思路分析】对物体做的功是有用功题中有物重有物体上升的高度即可求出有用功；依据功率公式可求出拉力的功率；依据机械效率公式可求出动滑轮的机械效率。
【解题过程】解：（1）有用功
（2）拉力的功率
（3）动滑轮的机械效率

2. （2018广东省，题号19，分值6）如题19图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s.（g=10N/kg）求：
（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？
（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）


【答案】（1）2400W；80%；（2）4m。
【解析】（1）起重机做的功：
功率：
机械效率：
（2）根据杠杆平衡条件，有，
即。

3. （2018桂林市，28，10分）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m．根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示．若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大?
（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大?
（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直直向下拉绳还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明．
【答案】（1）50％；（2）60W；（3）不能
【思路分析】（1）由图乙读出滑轮组的机械效率；（2）利用物体受到的阻力为100N时，滑轮组的机械效率，求出动滑轮的重力；利用滑轮组的绩效效率为75％，求出绳对物体的拉力；根据公式，求出该滑轮组的有用功功率；（3）由图读出与动滑轮相连的绳子段数，根据公式，求出作用在绳子自由端的拉力，然后与小熊的重力比较．
【解题过程】（1）由乙图可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率：；
（2）当时，∵物体匀速被拉动，即物体做匀速直线运动，∴绳对物体的拉力：，
根据得：
动滑轮重：，
当时，根据得：
绳对物体的拉力：，
该滑轮组的有用功率：；
（3）由图可知，与动滑轮相连的绳子段数：，
当物体与地面的摩擦力为1500N时，绳对物体的拉力：，
作用在绳子自由端的拉力：，
∵，∴体重为500N的小熊竖直直向下拉绳不能用此滑轮组拉动物体．

4. （2018贵州省遵义市，36题，6分）

【思路分析】（1）根据有用功公式W有=Gh直接计算；
（2）先根据机械效率公式计算出总功，然后根据计算出拉力的功率；
【解题过程】（1）W有=Gh=1200N×3m=3600J
（2）由图可知n=3，拉力移动的距离s=nh=3×3m=9m
根据，
拉力的功率

5. （2018湖北省荆州市，题号35，分值8）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.

【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） 不计绳重及摩擦，

F浮= ρ水gV排 ；
工件在水中匀速上升时，

6.（2018山东青岛，24，2） 工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m，额外功为300J．求滑轮组的机械效率

【思路分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，由s=nh求出货物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知额外功，根据W总=W有用+W额计算总功；最后根据公式η=求滑轮组的机械效率。
【解题过程】解：由图知，n=3，
由s=nh可得，货物提升的高度：
h===2m，
则所做的有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J；
拉力所做的总功：
W总=W有用+W额=1200J+300J=1500J；
则滑轮组的机械效率：
η==×100%=80%。
答：滑轮组的机械效率为80%。

7. （2018山东省烟台市，27，12分）
图21是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图。重物的升降使用的是滑轮组.滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。提升重物前，起重机对地面的压强为2×105Pa.某次作业中，将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时。起重机对地面的压强为2.3×105Pa;若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105Pa。 (不计钢丝绳重和摩擦)
(1)起重机两次提升的重物质量之比。
(2)起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。
(3)提升面物乙时，滑轮组的机械效率是多少?

【思路分析】（1）知道提升物体前、匀速提升重物甲时、匀速提升重物乙时对地面的压强，而底面积相同，根据压强公式求出对地面的压力（由起重机和提升物体产生），求出两物体重的表达式，再求被提升两物体的质量之比；
（2）根据，由已知条件求出两次拉力的大小之比，根据，求出起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。
（3）不计钢丝绳重和摩擦，根据，得出G动与G乙的关系；
因不计钢丝绳重和摩擦，根据求解滑轮组的机械效率。
【解题过程】
（1）设起重机重为G，被提升重物甲重力为G甲，被提升重物乙重力为G乙；
提升物体前，起重机对地面的压力：G=p1S，
匀速提升重物甲时，起重机对地面的压力：G+G甲=p2S，
匀速提升重物乙时，起重机对地面的压力：G+G乙=p3S，
故G甲=（p2-p1）S，G乙=（p3-p1）S，
----①；
G=mg，
故-----②
（2）根据，因以相同的功率将重物提升，故拉力与提升的速度成反比，
，------③
因-----④
由③④得：
起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。
；
（3）不计钢丝绳重和摩擦，-----⑤
-----⑥，
由⑤⑥代入③得：-------⑥
由①⑥得：------⑦
因不计钢丝绳重和摩擦，提升重物乙时，滑轮组的机械效率是：
由⑦，。
答：（1）起重机两次提升的重物质量之比为3：4；
（2）起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比为15：16。
（3）提升重物乙时，滑轮组的机械效率是80%。

8. （2018广西玉林，29，10） 如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为0.49m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物=7.6×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：
（1）物体浸没在海水中受到的浮力；
（2）物体在海底时的深度；
（3）物体在海底时受到海水的压强；
（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率（不计动滑轮体积）

【思路分析】（1）物体排开海水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求浸没在海水中受到的浮力；
（2）由图知，n=5，物体升高速度等于绳子自由端移动速度的，利用速度公式求物体在海底时的深度；
（3）利用p=ρgh求物体在海底时受到海水的压强；
（4）利用G=mg=ρgV求物体重力；设物体在水中电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，P1=F1v1；物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，P2=F2v2；而物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，据此求F1、F2的大小关系；
由图知，n=5，不计绳重和摩擦，拉力F1=（G﹣F浮+G轮），F2=（G+G轮），进一步求出动滑轮重力，物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率η==。
【解题过程】解：
（1）物体浸没在海水中时，排开海水的体积：V排=V=0.1m3，
则物体浸没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）由图知，n=5，物体升高的速度：
v物=v=×0.5m/s=0.1m/s，
由题意可得，物体在海底时的深度：
h=v物t=0.1m/s×5×60s=30m；
（3）物体在海底时受到海水的压强：
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa；
（4）物体重力：
G=mg=ρ物gV=7.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=7600N，
设物体在水中时电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为F1，绳自由端的速度v1=0.5m/s，
则P1=F1v1=F1×0.5m/s；
物体在离开水面后电动机的功率为P2，钢丝绳自由端的拉力为F2，绳自由端的速度v2=0.49m/s，
则P2=F2v2=F2×0.49m/s；
由题知，物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了12%，
即：P2=P1（1+12%），
代入数据可得：F2×0.49m/s=F1×0.5m/s（1+12%），
解得：F2=F1，
由图知，n=5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：
F1=（G﹣F浮+G轮），F2=（G+G轮），
可得：
（G+G轮）=×（G﹣F浮+G轮），
解得：G轮=8F浮﹣G=8×1000N﹣7600N=400N，
物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力G﹣F浮 所做的功为有用功，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做功为额外功，
此过程中该滑轮组的机械效率：
η===×100%≈94.3%。
答：（1）物体浸没在海水中受到的浮力为1000N；
（2）物体在海底时的深度为30m；
（3）物体在海底时受到海水的压强为3×105Pa；
（4）物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率为94.3%。

9.（2018绥化市，34，7分）

【思路分析】（1）根据公式，求出对物体做的有用功；（2）根据公式，求出拉力做的总功，根据公式，求出拉力，根据，求出人对地面的压力，根据公式，求出人对地面的压强；（3）先求出物体B的底面积，根据，求出物体B所受的浮力；（4），求出动滑轮所受的重力，，求出乙图中，动滑轮所受向下的拉力，根据，求出物体B的重力，从而求出物体B的质量，根据公式，求出物体B的密度．
【解题过程】（1）甲图中，对物体做的有用功：；
（2）甲图中，与动滑轮相连的绳子段数：，
绳子拉出的长度：，
根据公式得：
拉力做的总功：，
根据公式得：
拉力：，
人对地面的压力：，
人对地面的压强：；
（3）物体B的底面积：，
物体B所受的浮力：；
（4）动滑轮所受的重力：，
乙图中，与动滑轮相连的绳子段数：，
乙图中，动滑轮所受向下的拉力：，
物体B所受的重力：，
物体B的质量：，
物体B的体积：，
物块B的密度：．

10. （2018湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市，题号48，分值7）

【答案】（1）8000W；（2）83.3%；（3）2.5×103kg/m3。
【解析】（1）绳端移动的速度v绳=2v石=2×0.5m/s=1m/s
花岗岩浸没在水中匀速上升时，拉力的功率P=Fv绳=8×103N×1m/s=8×103W
（2）花岗岩完全露出水面后匀速上升时，滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%=83.3%
（3）花岗岩的质量：m===2×103kg
花岗岩浸没时受到的浮力：
F浮=G石—（2F—G轮）=2×104N—（2×8×103N—4×103N）=8×103N
花岗岩的体积V石=V排===0.8m3
花岗岩的密度ρ石==2.5×103kg/m3。

11. （2018湖北省孝感市，题号16，分值8）

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

（2）当拉力为150N时，拉力的功率为：

即：

（3）当G物=360N时，滑轮组的机械效率为
即
（4）当G物=360N时，F拉=150N，由题意得，F拉=(G物+G动)得：
G动=3F拉-G物=3×150N-360N=90N
工人对高台的压力为：F压=PS=2×104Pa×4×10-2m2=800N
其中：F压=F支，人对绳子末端的拉力为：
F拉’=F支-G人=800N-640N=160N
由F拉’=（G物’+G动）得，另一重物的重力为：
G物’=3F拉’-G动 =3×160N-90N=390N。

18. 12. （2018吉林长春市，18，5分）


【思路分析】（1）根据钢材的重力和上升的高度计算出有用；
（2）根据有用功和总功计算出机械效率。
【解题过程】解：（1）由题意可知，起重机对钢材所做的有用功为：
；
（2）起重机的机械效率为：。

13. （2018吉林，17，5分）
如图4所示，用400N的拉力F，将重900N的木箱匀速提升1m。求：（1）拉力所做的功；（2）该滑轮组的机械效率。
【思路分析】（1）根据拉力和绳端移动距离计算出拉力做的功；
（2）根据木箱的重力和上升的距离计算出有用功，再计算出机械效率。
【解题过程】
解：（1）拉力做功：Ｗ总=Fs=400N×3m=1200J；
（2） 有用功：Ｗ有=Fs=Gh=900N×1m=900J，
滑轮组机械效率为：。

14. （2018江苏省苏州市，题号25，分值6）

【答案】（1）5000Pa；（2）83.3%；（3）20N
【解析】（1）对地面的压强：
（2）有用功，总功，
机械效率；
（3）。

15. （2018内蒙古自冶区包头市，12，9分）
我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如下表（海水的密度近似为1.0×kg/m³，g=10N/kg）。求：
排水量
水上2250t，水下3000t
最大潜水深度
3000m
最大航速
水上30km/h，水下36 km/h
最大输出功率（水下）
3000kW
(1)潜艇在水上航行时受到的浮力是多少？在水下行驶时排开水的体积是多少？
(2)潜艇由水下某位置下潜到最大潜水深度处，潜艇上一个面积是400cm²的观察口受到海水的压力增大了
4×N，则潜艇原来位置的深度是多少？
(3)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1h，发动机输出的能量是多少？若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80％，潜艇以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是多少？
【思路分析】（1）根据潜艇在水上航行时的状态，结合物体的浮沉条件分析出受到的阻力；
再根据水下航行时排开水的质量计算出排开水的体积；
（2）根据题意计算出观察口受到海水的压强的变化量，再根据最大深度计算出此时受到水的压强，分析出原来的深度受到水的压强，最后根据液体压强的计算公式计算出原来的深度；
（3）根据发动机的最大输出功率和工作时间计算出发动机输出的能量；
根据效率计算出发动机的有用功率，再结合航行的速度计算出牵引力的大小，最后分析出受到水的阻力的大小.
【解题过程】
解：（1）由于潜艇在水上航行时，漂浮在水面上，所以受到的浮力为：
，
由题意可知，水下航行时排开水的体积为：；
（2）由题意可知，潜艇观察口受到海水的压强的变化量为：，
在最大深度受到水的压强：，
在原来的位置受到水的压强：，
潜艇原来位置的深度为：；
（3）由题意可知，发动机输出的能量为：，
发动机的有用功率为：，
最大航速匀速行驶时的牵引力的大小为：，
因为潜艇匀速行驶，受到平衡力的作用，所以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力为：.
16.（2018呼和浩特，16，4）如图所示，用甲、乙两种滑轮组，分别匀速竖直向上提升同一重物，从相同位置开始提升至同一高度处，求：
（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力F1和F2之比；
（2）若不计绳重及摩擦，重物质量为400g，动滑轮质量为100g，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。

【思路分析】本题考查滑轮组的机械效率。（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力应该是物重的，图甲中F1是物重的；图乙中F2是物重的；由此可求出两次拉力之比；（2）因为用甲、乙两种滑轮组将相同的物体升高相同的高度，根据W有用=Gh可知两滑轮组的有用功相同，因为用甲、乙两种滑轮组中动滑轮的质量相同，重力相同，根据W额外=G轮h可知两滑轮组的额外功也相同，因此甲、乙两种滑轮组的机械效率相等，故可根据公式求η=出匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。
【解题过程】（1）不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力F1和F2之比为：
==
（2）因为甲、乙两装置提升同一重物，且从相同位置开始提升至同一高度处，因此两装置所做的有用功相同，又因为动滑轮的重力也相同，而绳重及摩擦不计，因此两装置所做的额外功也相同，故甲、乙两装置的机械效率相等，即：
η甲=η乙
====80%
答：（1）不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力F1和F2之比为3：2；（2）不计绳重及摩擦，匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率均为80%

17. （2018四川省德阳市，45，8分）
如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知物体重力GA=1.75GB，当对A以竖直向上的拉力TA=1500N时,物体A静止,受到地面持力是NA,当对B以竖直向上的拉力TB=1000N时,物体B也静止,受到地面支持力是NB；且NA=2NB求:
(1)物体A的重力GA,和地面支持力NA大小；(4分)
(2)当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率为80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少。(4分)


【思路分析】（1）对A、B进行受力分析，FA+NA=GA，FB+NB=GB，已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；
（2）知道提升重物B时滑轮组的机械效率和绳子自由端的拉力，可利用公式η计算出吊着物体的绳子的段数。
知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV计算出绳子自由端运动的速度，从而可以计算出物体B匀速上升的速度v。
【解题过程】
（1）当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；
对A，由力的平衡条件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA --------①
已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，
所以①式可写为：1500N+2NB=1.75GB------------②
当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地面支持力是NB；
对B，由力的平衡条件可得：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）绳子自由端的拉力F2=625N，η=80%，则η==80%，解得：n=4；
绳子自由端运动的速度为：，
则物体B匀速上升的速度为：v=v绳=×0.8m/s=0.2m/s。
答：（1）物体A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N；
（2）物体B的速度v为0.2m/s。

18. （2018四川遂宁，19，7）质量为60kg的工人站在水平地面上，用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体，水池底面积为15m2，物体重2000N、体积为0.1m3，物体未露出水面前，此装置机械效率为80%.(不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦)g取10N/kg 求:



(1)物体浸没在水中受到的浮力；
(2)动滑轮的重力；
(3)若工人双脚与地面的接触面积为500cm2,当他对地面的压强为2×103Pa时，池底受到水的压强的变化量.
【思路分析】本题考查浮力、机械效率、力的平衡和压强.（1）因为物体的体积为0.1m3，根据浮力的计算公式 F浮=r液gV排可求出物体浸没在水中所受的浮力；（2）当物体浸没在水中时，物体受到浮力、滑轮对物体的拉力和重力的作用，因为滑轮组的机械效率为80%，根据η=可求出绳子自由端拉力F的大小，再根据力的平衡条件可以求出动滑轮的重力；（3）因为工人双脚与地面的接触面积为500cm2，对地面的压强为2×103Pa，根据压强计算公式的变形公式可求出工人对地面的压力F的大小，根据力的平衡条件求出绳子对工人的拉力,进而求出物体所受浮力F浮1的大小，因为浮力的变化引起了V排的变化，从而引起了液体深度的变化，因此利用浮力的变化量根据压强的计算公式求出压强的变化量.
【解题过程】（1）当物体浸没在水中时,物体所受的浮力为:
F浮=r液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=103N
（2）当物体浸没在水中时，滑轮组的机械效率为80%，可得：
η==
80%=
F=312.5N
根据力的平衡条件可得：
4F=G-F浮+G轮
G轮=250N
（3）人对地面的压力为：
F人=pS=2.0×103Pa×500×10-4m2=100N
因为 F拉+F支=G人
所以 F拉=G人-F支=60kg×10N/kg-100N=500N
因为 4F拉=G轮+G-F浮1
所以 F浮1=G轮+G-4F拉=250N
压强的变化量为：
Δp===50Pa
答：（1）物体浸没在水中受到的浮力为103N；（2）动滑轮的重力为250N；（3）池底受到水的压强的变化量为50Pa

19. （2018四川省资阳市，16，10分）

【思路分析】（1）由图丙可知第1s内物体的速度，从而判断出包裹所处的状态，然后对包裹和吊篮整体受力分析，根据力的平衡条件得出等式，由图乙读出拉力的大小，进一步求出地面对物体的支持力；
（2）由图丙可知第3s内包裹的速度，从而判断出包裹所处的状态，根据图乙读出拉力的大小，由图甲可知滑轮组绳子的有效股数，由v绳=nv求出绳端移动的速度，根据计算拉力F的功率；最后根据求出滑轮组的机械效率。
【解题过程】（1）由图丙可知，第1s内物体的速度为零，处于静止状态，
不计动滑轮重量、绳重以及摩擦，对包裹和吊篮的整体进行受力分析可知，受到竖直向下的总重力和竖直向上地面的支持力、3股绳子的拉力，
由力的平衡条件可得：G+G吊篮=3F拉+F支持，
由图乙可知，第1s内的拉力F拉=30N，
则地面对物体的支持力：
F支持=G+G吊篮-3F拉=G+m吊篮g-3F拉=100N+2kg×10N/kg-3×30N=30N；
（2）由图丙可知，第3s内包裹的速度为2.5m/s，处于平衡状态，
由图乙可知此时的拉力F=40N，由图甲可知n=3，
则绳子自由端移动的速度：v绳=3v=3×2.5m/s=7.5m/s，
第3s内拉力F的功率：；
滑轮组的机械效率：。
答：（1）第ls內地面对物体的支持力为30N；
（2）第3s内拉力F的功率P为300W，滑轮组的机械效率为83.3%。

20. （2018广西北部湾，31，10）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m3，密度为0.5×103kg/m3．动滑轮重为1×103N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103w且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：
（1）A的重力；
（2）A浸没在水中受到的浮力；
（3）A向下运动的最小速度；
（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。

【思路分析】（1）已知A的体积和密度可求得其质量，利用G=mg可求得其重力；
（2）已知A的体积，利用F浮=ρ水gV排可求得A浸没在水中受到的浮力；
（3）由图知当绳子对物体A拉力最大时A向下运动的速度最小；对A做受力分析可得，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大：发动机对绳子的拉力F=（F浮﹣G），由P===Fv可求得绳子下运动的最小速度，然后可知A向下运动的最小速度；
（4）由题意知A向下运动过程中，利用η==可求得滑轮组机械效率的最大值：
【解题过程】解：（1）由ρ=可得，A的质量：
mA=ρAVA=0.5×103kg/m3×1m3=0.5×103kg；
A的重力：
GA=mAg=0.5×103kg×10N/kg=5000N；
（2）A浸没在水中V排=VA=1m3，
A浸没在水中受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N；
（3）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，发动机对绳子的拉力：
F=（F浮﹣G+G动）=（1×104N﹣5000N+1×103N）=2000N，
由P===Fv可得，绳子端向下运动的最小速度：
v绳=v===0.6m/s；
则A向下运动的最小速度v=v绳=×0.6m/s=0.2m/s；
（4）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，A向下运动过程中的有用功：
W有用=（F浮﹣G）h，
总功W总=Fs=（F浮﹣G+G动）3h=（F浮﹣G+G动）h，
滑轮组机械效率的最大值：
η====≈83.3%。
答：（1）A的重力为5000N；
（2）A浸没在水中受到的浮力为1×104N；
（3）A向下运动的最小速度为0.2m/s；
（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为83.3%。

21. （2018江苏常州，29，9） (9分)南极冰面上，科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱，运输货物.
(1)木箱底面积为5m2，质量不计，水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa，g取10N/kg，求木箱内可装货物的最大质量?
某次运输过程中，拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km、消耗柴油1kg，牵引木箱做功的功率为9kW，q柴油=4.5×107J/kg.
(2)求该运输过程中，冰面对木箱的摩擦力大小?
(3)求该运输过程，柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率?

答案：(1)mmax=5000kg
(2)f=900N
(3)η=20%
【思路分析】本题考查了压强、重力公式、功率、效率、二力平衡等知识点。（1）根据压强公式p=F/S得到：Fmax=pS=1×104Pa×5m2=5×104N；根据G=mg得到：mmax=G/g=Fmax/g=5×104N/10N/kg=5×103kg；（2）根据P=W/t=Fs/t=Fv得到：F牵=P/v=9000W/(36/3.6m/s)=900N；由于匀速直线运动，f摩与F牵是一对平衡力，所以f摩=F牵=900N；（3）柴油完全燃烧放出的热量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山东东营，23，11） 如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3．（g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。

【思路分析】（1）已知物体排开水的体积，根据阿基米德原理求物体受到的浮力：
（2）根据p=ρ水gh求物体下表面所受的压强：
（3）已知物体的质量，
根据G=mg求物体所受的重力；
根据力的平衡，求动滑轮对物体的拉力F1，
绳子的有效段数为3，根据F2=求电动机对绳子的拉力；
（4）由P===Fv，求出电动机拉动绳子的速度，根据v=vM求物体上升的速度；
根据η====×100%求滑轮组的机械效率。
【解题过程】解：
（1）根据阿基米德原理，物体受到的浮力：
F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N；
（2）物体下表面所受的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa；
（3）物体的质量：m=4t=4×103kg，
物体所受的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N；
根据力的平衡，动滑轮对物体的拉力：F1=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N，
绳子的有效段数为3，电动机对绳子的拉力：
F2==3×104N/3=1×104N；
（4）由P===Fv，
电动机拉动绳子的速度为：
vM===0.6m/s
物体上升的速度为：v=vM=×0.6m/s=0.2m/s，
滑轮组的机械效率为：
η=====×100%≈88.9%。
答：（1）物体完全浸没在水中时，物体所受浮力的大小为1×104N；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，物体下表面所受水的压强为3×104Pa；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，电动机对绳子的拉力为1×104N；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，物体上升的速度为0.2m/s，滑轮组的机械效率为88.9%。

23. （2018四川巴中，30，6）工人利用如图所示的滑轮组从2m深的枯井中提升重物，所用的拉力为250N，物体在5s内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求：
（1）绳子自由端移动的速度
（2）拉力的功率；
（3）若滑轮组的机械效率为80%，求所提升物体的重力大小。

【思路分析】（1）由图可知绳子的有效股数为2，绳端移动距离s和物体h之间的关系是s=nh，根据v=算出绳子自由端移动的速度；
（2）利用W=Fs表示出拉力做的总功，根据P=可求得拉力的功率；
（3）根据η=×100%求出滑轮组的有用功，根据W=Gh算出物体的重力。
【解题过程】解：（1）由图可知n=2，s=nh=2×2m=4m，
绳子自由端移动的速度：v===0.8m/s；
（2）拉力做的总功：
W总=Fs=250N×4m=1000J，
拉力的功率：P===200W；
（3）根据η=×100%知人做的有用功：
W有=η×W总=80%×1000J=800J；
物体的重力：
G===400N。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.8m/s；
（2）拉力的功率为200W；
（3）若滑轮组的机械效率为80%，所提升物体的重力大小为400N。

24. （2018四川成都，35，6）如图甲所示，A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在圆柱形容器的水中，容器内部底面枳是正方体下表面积的4倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻，A的上表面刚好与水而相平，滑轮组绳子自由端的拉力大小为F0，F随绳端移动距离S绳变化的图象如图乙所示，已知动滑轮的重力G动=5N，g取10N/kg。除了连接A、B间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计，忽略水面升降变化。
（1）正方体A、B之间的绳子长度L绳是多少？
（2）正方体A和B的密度ρA、ρB分别是多少？
（3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量△P是多少？

【思路分析】（1）由图乙可以看出从D到E的过程中拉力的大小不变，由此可知，D点是物体A的下表面刚好离开水面的时候，E点是B的上表面刚好到达水面的时候。所以物体在这个过程中运动的距离就是A、B间绳子的长度。
（2）由图乙CD段可知，此过程是物体A出水面的过程，所以可求物体A上升的距离，此过程中，A、B排开液体的体积变化量，就是物体A的体积，设物体A的边长为L，根据容器内部底面枳是正方体下表面积的4倍，可求得正方体A的边长，然后可求得其体积，再利用FA=ρ水gV排求得A受到的浮力，因为A、B两物体的体积相同，所以物体B浸没时受到的浮力也等于A受到的浮力，由题意和图乙可知：在C点和D点时，绳端的拉力，因为E、J间的距离小于C、D间的距离，说明物体A、B间的绳子断了。K点是绳子断了之后，此时绳端的拉力，联立两个等式即可求得A、B的重力，利用G=mg可求得其质量，然后利用密度公式可求得正方体A和B的密度。
（3）J点是A、B间绳子断开的瞬间，此时绳端的拉力为=，把GA=25N，GB=20N，F0=15N代入上式，可求得．绳子断开瞬间与初始状态相比，页面的高度差最大，因此水对容器底部的压强变化也最大；又因为水平面上的圆柱形容器中，然后可求液体对容器底部的压力变化量。
【解题过程】解：（1）由图甲可知，物体AB由两端绳子承担，由图乙可以看出从D到E的过程中拉力的大小不变，由此可知，D点是物体A的下表面刚好离开水面的时候，E点是B的上表面刚好到达水面的时候。所以物体在这个过程中运动的距离就是A、B间绳子的长度。
正方体A、B之间的绳子长度L绳===0.15m，
（2）由图乙CD段可知，此过程是物体A出水面的过程。绳端移动的距离为0.15 m，
所以物体A上升的离h==0.075m；
此过程中，A、B排开液体的体积变化量，即为物体A的体积。
则△V排=VA=S容﹣△h，
设物体A的边长为L，已知容器内部底面枳是正方体下表面积的4倍。
则L3=4L2×（L﹣0.075m）
解得：L=0.1 m。
物体A的体积VA=VB=L3=（0.1m）3=10﹣3m3，
物体A浸没时受到的浮力FA=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，
因为A、B两物体的体积相同，所以物体B浸没时受到的浮力
FB=FA=10N，
由题意和图乙可知：在C点时，绳端的拉力F0=，
在D点时，绳端的拉力=，
因为E、J间的距离小于C、D间的距离，说明物体A、B间的绳子断了。
K点是绳子断了之后，此时绳端的拉力F0=。
联立上式可以解得GA=25N，GB=20N，F0=15N。
则mA===2.5kg，mB===2kg，
正方体A的密度ρA===2.5×103kg/m3，
正方体B的密度ρB===2×103kg/m3，
（3）J点是A、B间绳子断开的瞬间，此时绳端的拉力=，
把GA=25N，GB=20N，F0=15N代入上式，解得=5N。
绳子断开瞬间与初始状态相比，页面的高度差最大，因此水对容器底部的压强变化也最大。
又因为水平面上的圆柱形容器中，液体对容器底部的压力变化量△F=△F浮=FA+FB﹣=10N+10N﹣5N=15N，
对容器底部压强的最大变化量△P====375Pa。
答：（1）正方体A、B之间的绳子长度L绳是0.15m
（2）正方体A密度ρA为2.5×103kg/m3：B的ρB是2×103kg/m3：
（3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量△P为375Pa。

25. （2018湖北省黄冈市，17题，7分）爬梯式混凝土搅拌机（如图）是用于一般建筑工地、桥梁水电等工程的建筑机械，由搅拌部分和提升部分组成．工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗．在提升电机的带动下，运料斗通过顶端的定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下．已知某型号爬梯式混凝土搅拌机部分参数如下表所示．求：


型号
JZM×××
整机重量（kg）
1970
空的运料斗重(N)
600
提升电机功率（kW）
4.5

（1） 若搅拌机与地面的接触面积为0.05 m2，则工作前搅拌机对水平地面的压强是多大？
（2） 若运料斗每完成一次运料平均耗时1 min，每次所装混凝土质量为400 kg，则运送30 m3的混凝土需要多长时间？高混凝土的密度为2.0×103 kg/m3．
（3） 某次将装有4000 N混凝土的运料斗提升到某高度用时16 s，提升部分的机械效率为80%．则提升过程中运料斗受到爬梯的阻力是多大？不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力．
【思路分析】（1）根据表格数据可知质量，由G=mg可计算出整机的重力，工作前搅拌机静止在水平地面时对地面的压力等于自身重力，所以根据即可计算出对水平地面的压强；
（2）根据密度公式可计算出30m3混凝土的质量，进一步可计算出需要匀速的次数，从而计算出运送时间；
（3）运料斗提升混凝土时有用功为W有用=G混h，额外功为克服运料斗重力和摩擦做的功，所以额外功W额=G斗h+fh，据此计算出阻力.
【解题过程】（1）工作前搅拌机对水平地面的压强为
（2）30m3混凝土的总质量为m总=ρV总=2.0×103kg/m3×30m3=60000kg
故运送30 m3的混凝土所需要的时间为
（3）设运料斗被提升的高度为h，则有

26. （2018四川达州市，41，7分） 如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体．已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率为75％（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g＝10N/kg）
（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用滑轮组是下列的_______图．
（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面积为2.5×10-3m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力．
（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度．

【思路分析】（1）根据公式，求出与动滑轮相连的绳子段数，判断出所使用的滑轮组；（2）物体在空中匀速上升时，根据工人对地面的压力等于人的重力和绳的拉力之差，求出人对地面的压力，根据公式，求出物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压力差，从而求出物体浸没在水中匀速上升时人对地面的压力，求出物体浸没在水匀速上升中时，工人对地面的压力，物体在空中匀速上升时，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，根据公式，求出动滑轮重，再根据公式，求出物体浸没在水中匀速上升时，作用在滑轮组上的力，最后根据公式，求出物体受到的浮力；（3）根据公式，求出绳子移动的速度，再根据公式，求出物体浸没在水中上升的速度．
【解题过程】（1）物体的重力：，根据公式得：与动滑轮相连的绳子段数：，∴工人所使用滑轮组是下列的A图；
（2）工人的重力：，物体在空中匀速上升时，工人对地面的压力：，根据公式得：工人对地面的压力的变化：，物体浸没在水中时，工人对地面的压力：，物体在空中匀速上升时，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，根据公式得：动滑轮重：，物体浸没在水中时，工人对绳的拉力：，物体对滑轮组的拉力：，∵物体间力的作用是相互的，∴滑轮组对物体的拉力：，∴物体浸没在水中时受到的浮力：；
（3）物体完全浸没在水中时，根据公式得：绳子移动的速度：，物体上升的速度：．
27. （2018四川省南充市，题号26，分值8）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）
（1）求工人放绳的速度。
（2）求滑轮组的效率η1。
（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4:3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

【思路分析】根据速度公式来计算放绳的速度；根据机械效率的公式计算效率；根据滑轮组的特点，阿基米德原理来计算压力的大小。
【解题过程】
（1）物体下放的速度为：；
（2）有用功为：，拉力方向上通过的距离为4×3m=12m。总功为：，此时的机械效率为：；
（3）此时的机械效率为： ，因为，所以，根据第二问得到动滑轮的重力为：，根据滑轮组的性质有:当物体全部浸没到水中时，绳子自由端的拉力：①
又因为②
联立①②解答得到：，，工人对地面的压力为：。
28. （2018年山东省潍坊市，23，4分） 如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物，所用拉力恒为240N，货物被匀速提升10m.求：

（1）工人做的功；
（2）滑轮组的机械效率.
【思路分析】（1）根据题意判断出承担物体重力的绳子数，由滑轮组的工作特点计算出绳子自由端移动的距离，再根据拉力计算出工人做的功；
（2）根据题意由重力和物体上升的高度计算出有用功，再由机械效率的计算公式计算出机械效率。
【解题过程】解：（1）绳子自由端移动的距离：,
工人做的功：；
（2）有用功：
机械效率：。


四、实验探究题
1. （2018山东德州，23，6） 测量滑轮组的机械效率：
步骤
如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
②分析表中数据可知：实验2是用图　 　做的实验。
③实验序号3中的机械效率η=　 　。
装置图

表格
实验序号
钩码重量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

结论
通过比较　  （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　 
问题讨论
实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法
　  （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到　  对滑轮组机械效率的影响。

【思路分析】（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，求出实验1中绳子的有效段数分析；
求出实验2中绳子的有效段数分析；
③根据η==×100%求第3次实验的机械效率：
（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数；
比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；
（3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑。
【解题过程】解：（1）②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，故实验1中绳子的有效段数：
n===3；
实验2中绳子的有效段数：
n===3；
由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的：
③第3次实验的机械效率：
η3===×100%=80%；
（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
比较实验2和3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低；
（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
故答案为：②乙；③80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。

2. （2018山东泰安，22，5）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
（1）物体提升的高度是 cm，拉力是 N，该滑轮组的机械效率η= ；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【思路分析】（1）读出BB'之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据η=求出机械效率。
（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。
【解题过程】解：（1）测力计B位置匀速提升到B'位置，测力计上升的高度为：s=15.0cm；由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则物体上的高度为：h=s=×15.0cm=5.0cm；
由图可知，测力计的示数为2N；
该动滑轮的机械效率：η====75%；
（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。
故答案为：（1）5.0； 2；75%；（2）变小。

3. （2018四川绵阳，19，6） 某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置
（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：
（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。
（2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。
（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 （填序号，可能不止一项正确）。
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小


【思路分析】本题考查了实验探究滑轮组的机械效率，要学会依据公式（原理）确定实验器材、实验所要测量的物理量、实验步骤、实验数据表格的设计等能力。（1）有图可知缺少什么工具；（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置，根据滑轮组的机械效率公式η====分析探究所需要测量的工具以及测量的量、表达式；（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力，以及摩擦力的大小有关，在有用功不变的情况下，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。
【解题过程】解：（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要测量高度的刻度尺；
（2）由滑轮组的图上可知，n=3
滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs，
机械效率的表达式为η==；
（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；
CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；
EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。
故选ADE。
故答案为：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。

4. （2018湖北襄阳，22，3）某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示。
实验时把更72N的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0．lm和0.3m。图小弹簧测力计示数为 N，滑轮组机械效率为 %．如果用此滑轮组提升另一重为10N的物体，它的机械效率 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

【思路分析】根据弹簧测力计的分度值读数；
根据η=×100%=×100%求出机械效率；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，据此进行解答。
【解题过程】解：由图可知，测力计的分度值为0.5N，示数为3N；
滑轮组机械效率为：η=×100%=×100%=×100%=80%；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%，第一次提升物体的重力为7.2N，如果用该滑轮组提升10N的物体，物体的重力变大，滑轮组的机械效率变大。
故答案为：3；80；变大。

5. （2018辽宁省鞍山市，第31题，6分）

【答案】（1）62.5 0.6 少 高 （2）小木块移动的距离 速度
【解析】（1）木块在斜面上运动时，拉力做的总功为，其中有用功为，则斜面的机械效率，额外功为,滑动摩擦力为；继续探究，可得结论：斜面越陡，省力越少，机械效率越高；（2）用斜面探究物体的动能跟哪些因素有关时，使小球从斜面不同高度由静止开始滑下，撞击水平面上的小木块，通过观察小木块移动的距离，比较小球动能的大小；此时小球的质量不变，可以探究动能与速度的关系。

6.（2018贵州黔三州，18，8） 如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题：
（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是 ；
（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是 cm。
（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是 ，拉力F做功的功率是 W。

【思路分析】（1）实验中不需要测出钩码的质量；
（2）根据刻度尺的分度值读数；
（3）读出测力计移动的距离，根据机械效率公式求出效率，根据功率公式求出功率。
【解题过程】解：（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；
（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；
（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；
拉力做的功即总功为：W总=FS=1.2N×0.2m=0.24J；
有用功为：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；
机械效率为：η===83.3%；
拉力F做功的功率是：P===0.12W。
故答案为：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。

7. （2018广东省广州，17，×分）小明用图18中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率？ 如果能，写出的表达式：如果条件不足，写出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出的表达式 （用题目己知及补充的物理量符号表示）
（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为

【答案】（1）不能 用弹簧测力计匀速沿水平方向拉动物体A，测出A所受到的摩擦力，记为f，
（2）0.4
【解析】（1）水平方向拉动物体，所做的有用功为克服摩擦力的功为W有=fs，拉力做功为总功为W总=FS绳，又因为是2股绳，所以S绳=2S，因此；（2）