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1、第 1 页（共 34页）变机械效率问题定性分析与计算一选择题（共 2 小题）1 （2019枣庄模拟）工人师傅用图所示的滑轮组分别将两个重为 500N和 1000N的货物匀速提升相同高度，不计绳重及轴摩擦，则下列说法中正确的是（）A 工人师傅所做的有用功相等B 工人师傅所做的额外功相等C 该滑轮组两次的机械效率相等D 绳的自由端的拉力都小于 500N2 （2019平顶山模拟）如图的滑轮（不计绳重和摩擦），把重 150N的物体匀速提起，所用拉力为 100N，关于该滑轮的说法中错误的是（）A 滑轮重 50NB 使用该滑轮提物体费距离C 该滑轮的机械效率恒为 75%D 若用该滑轮匀速提起重 200N，
2、所用拉力为 125N二填空题（共 9 小题）3 （2019安徽模拟）用一个重为 80N的动滑轮匀速提升某个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为 60N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为。（不计绳重和摩擦）4 （2019春南京月考）装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为 1000N的货物，所用的拉力为 600N，绳子自由端在 50s内被拉下 2m，在此过程中拉力所做的有用功为J，拉力做功的功率为W，滑轮组的机械效率是%若测量拉力时弹簧测力计保持静止则测出的机械效率与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）第 2 页（共 34页）5（2019春江阴市月考）用如图所示的滑轮
3、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，滑轮组机械效率为。根据已知条件，以下四个物理量：动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功、拉力的功率，能求出的有和（选填序号）。若匀速提升更重的物体，则这个滑轮组的机械效率将（“变大”、“变小”或“不变”）。6（2018秋吴中区期末）用如图所示的滑轮组将重 80N的物体匀速提升 2m，拉力 F为 50N此过程中拉力 F 做的有用功为J，滑轮组机械效率为，若匀速提升重为 50N的物体，则这个滑轮组的机械效率将（选填“增大”“减小”或“不变”）。7 （2019株洲模拟）如图所示，用滑轮组将 1.5kg的物体匀速提高 0.5m，
4、拉力 F为 10N，则有用功为J，总功为J，滑轮组机械效率为%若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率（选填“变大”、“变小”或“不变”）。第 3 页（共 34页）8 （2019邓州市模拟）为了将重为 600N的物体运送到 6m 高的楼顶上，甲工人利用如图所示的滑轮组（不计摩擦和绳重）用 250N拉力在 30s内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为m；拉力的功率为W；该滑轮组的机械效率为%；动滑轮的重为N，如果绳子能承受的最大拉力为 400N，则该滑轮组最大可吊起N的物体，此时滑轮组的机械效率为%。9 （2019邵阳县模拟）如图所示，用滑轮组将重物匀速提升 5m，所用的拉力 F为 250N，滑
5、轮组的机械效率为 80%，为若不计摩擦，则物体重力为N，动滑轮重N，若被提升的物重变为 350N时，滑轮组的机械效率为。10（2019衡阳模拟）如图所示，工人通过定滑轮用 F N的力，可以将重 1200N的物体匀速向上提升（不计摩擦和绳重）如果把这个滑轮改成动滑轮提升同样的重物，则机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。11（2019洛阳模拟）用一只木桶通过滑轮组到井下取水，第一次取半桶水，第二次取满桶水，若摩擦不计，比较两次取水过程中所做的额外功 W额外1W额外2，两次的机械效率12（选填“”“”“”）第 4 页（共 34页）三计算题（共 22 小题）12（2019新宁县模拟）工人用
6、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力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g 取 10N/kg。（1）若某次运送建材的质量为 50kg，则建材的重力是多少？（2）若工人在 1min内将建材匀速竖直向上提升了 12m，作用在钢绳上的拉力为 200N，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？13（2018秋常熟市期末）在新农村建设中，工人师傅用如图所示的滑轮组将建材运到高为 5m 的三楼施工处，已知动滑轮重为 10N绳子能够承受的最大拉力为 250N，不考虑绳重和摩擦，则：（1）提升一包重 290N的瓷砖，工
7、人师傅对其做的有用功多大？（2）提升这包重 290N的瓷砖，滑轮组的机械效率多大？（3）用重 50N的桶作为容器装沙子，工人师傅一次最多能提升多重的沙子？14（2018春双台子区期末）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为 500N的建材从地面匀速送到 6m 高处，所用拉力为 300N，时间为 20s。不计摩擦和绳重，求：（1）工人做的有用功；（2）工人做的总功（3）工人做功的功率；（4）此过程中该装置的机械效率；第 5 页（共 34页）（5）动滑轮的重是多少（6）如果用这个滑轮组匀速提起 400N的重物，需要用多大的拉力？15（2019北京模拟）小李家新买的房子位于 12m高的 5 楼上，装
8、修时利用如图所示的滑轮组提升装修材料。小李站在地面上把一件重为 400N的材料匀速提升到楼上，此过程中滑轮组的机械效率为 80%若小李质量为 65kg。（不计绳重及摩擦，g 取 10N/kg）求：（1）在此过程中小李所做的总功是多少？（2）若物体上升速度为 1m/s，则拉力功率为多大？（3）小李利用此滑轮组提升其他装修材料时，一次能提起重物的重力不能超过多少 N？16（2018秋建湖县期末）搬运工人用如图所示的滑轮组，在 5s内将一个重 120N的物体匀速提升 3m，所用的拉力 F为 50N，不计绳重及摩擦。求：（1）拉力 F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）提升 480N重物时的拉力
9、。17（2019深圳一模）建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重，利用这个滑轮匀速提升重为 1200N的物体时，所用的拉力是 500N，求：第 6 页（共 34页）（1）此时滑轮组的机械效率是多少？（2）若此时拉力做功的功率是 75W，重物在 1min内匀速上升的高度是多少？（3）当用这个滑轮组匀速提升重为 1800N的物体时，拉力是多少？18（2018秋白云区期末）工人师傅利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。不计摩擦和绳重，请完成下列问题：（1）请画出滑轮组的绕线图；（2）当重物重为 G 160N时，绳中的拉力 F 50N，求动滑轮重是多少？滑轮组的机械效率为
10、多少？（3）如果工人的体重是 500N，则该滑轮组的机械效率最大可达到多少？19（2018平度市一模）如图所示，小雨利用滑轮组匀速提升沉在水底的圆柱体 A，已知圆柱体 A高为 h 2m，底面积为 S 1.5102m2，质量为 135kg。（不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力）（1）若水深为 H 5m，求 A在水底时上表面受到水的压力是多少？（2）在 A上表面未露出水面之前，A匀速上升的速度为 v 0.2m/s，小雨拉绳的功率为P 240W，求 A上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率是多少？（3）若小雨能施加的最大拉力为 450N，求 A在匀速上升过程中，它的下表面受到水的最小压强是多少？第 7
11、页（共 34页）20（2018秋雁塔区校级期中）某人用如图所示的滑轮组匀速提升 500N的重物，所用的拉力 F为 300N，绳子自由端被拉下 2m，在此过程中，不计摩擦和绳重，求：（1）拉力 F所做的功；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组以 0.3m/s速度匀速提升 800N的重物，拉力功率为多大？21（2018秋碑林区校级期中）用如图所示滑轮组提升物体，不计绳重和摩擦。（1）若用 200牛的力恰好将 300牛的物体匀速提升，求该滑轮组的机械效率为多大？（2）若用此滑轮组将 500牛的物体竖直向上匀速提升 2 米，求此过程中拉力做的功？（3）若题（2）中拉力做功的功率力 100W，求
12、物体上升的速度？（4）若此滑轮组的机械效率为 90%，求此时该滑轮组提升的物重为多大？22（2018秋相城区期中）一名工人用如图甲所示的滑轮组，10s内将 480N的重物匀速提起 5m，所用拉力是 300N。（不计摩擦及绳重）求：第 8 页（共 34页）（1）拉力做的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）请在乙图上画出用该滑轮组更省力提起重物的绳子绕法；（4）若用该滑轮组以更省力的方式匀速提起 330N的重物，需要多大的拉力。23（2018秋常熟市期中）如图所示，质量为 60kg的李师傅在装修施工时利用滑轮组来提升装修材料。其中一次操作中，他用280N的拉力在 20s内将重 800N的材料匀速
13、提升了10m，不计绳重及摩擦，g 10N/kg。问：（1）他这次操作做的有用功；（2）他这次操作所施加拉力的功率；（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）。24（2018秋太仓市期中）工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，已知箱子重为 350N，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g 取 10N/kg。（1）若某次运送建材的质量为 40kg，求此时的拉力是多少？（2）若工人在 1min内将建材匀速竖直向上提升了 12m，作用在钢绳上的拉力为 200N，拉力做功的功率是多大？（3）当滑轮组的机械效率为 80%时
14、，运送建材的重力是多大？第 9 页（共 34页）25（2018秋东台市期中）在建筑工地上常看到这种起重机械，利用它吊起混凝土结构的吊板。当竖直匀速吊起 2400N的物体时，滑轮组的机械效率为 80%，不计绳重和滑轮轴与轮间摩擦。（g 取 10N/kg）求：（1）重物升高 0.5m的过程中，所做的有用功多大？（2）绳端的拉力 F是多大？（3）若将重力为 3000N的重物提升 0.5m，拉力做的总功为多大？26（2018秋京口区校级月考）如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图。与小车连接的绳子能承受的最大拉力为 6000N，小车拉动绳子的最大功率为 15KW物体 A重 GA1600N，
15、小车重力为 10000N，动滑轮重 G动400N不计绳重及滑轮组的摩擦。则：（1）物体 A匀速提升 2m 的过程中，小车所做的有用功 W有用为多少？（2）滑轮组提升物体 A时的机械效率 为多大？（3）若要求被提升重物以 v 1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力 Gm 为多大？第 10页（共 34页）27（2018秋建湖县校级月考）某人用图所示的滑轮组，匀速提升 500N的重物，所用的拉力 F为 200N，10s内将绳子自由端拉了 6m，在此过程中，（不计绳重和摩擦）求：（1）有用功（2）拉力的功率（3）滑轮组的机械效率（4）滑轮组中动滑轮的重（5）若现提升 800
16、N的重物时，滑轮组的机械效率又是多少？28（2018秋戚墅堰区校级月考）如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦），工人师傅用 40N的拉力将质量为 5kg的空吊篮 A匀速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为？若每块砖 30N，绳子 B和 C能承受的最大拉力分别为 1000N和 600N，当质量为 50kg的工人师傅拉绳子 C时，求此滑轮组的最大机械效率？29（2018秋吴江区校级月考）用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；图乙为整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图象。求：（1）动滑轮重。（2）当某次运送 4 件货物时，绳子的拉力 F。（3）运送 4
17、件货物时滑轮组的机械效率。（4）若绳子能承受的最大拉力为 500N，则一次最多能提起几件货物。（不考虑绳重和摩擦）第 11页（共 34页）30（2018秋盐城月考）如图所示，用 500N的拉力，将重 1200N的木箱匀速提升 2m，所用的时间为 30s（不计绳重和摩擦）。（1）拉力所做的有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？（4）若用此滑轮组来提升重 1500N的木箱，机械效率是多少？31（2018秋桐梓县校级月考）一体重为 600N，双脚与地面的接触面积为 0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为 800N的物体匀速提高了 0.5m，此时该滑轮组的机械效率为
18、80%求：（不计绳重及摩擦）（1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；（2）使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体。32（2018春宿松县期末）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象（不考虑绳重和摩擦）。（1）动滑轮重力多大；第 12页（共 34页）（2）求货物重 400N时滑轮组的机械效率多大。33（2018秋定远县校级月考）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在 10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了 1m，已知拉力 F为 400N，建筑材料的重力 G为 900N，不计绳重及摩擦，求
19、这个过程中：（1）绳子自由端移动的距离。（2）此滑轮的机械效率。（3）第二次拉建筑材料的拉力变为 500N，此时的机械效率。四解答题（共 1 小题）34（2018秋江阴市校级月考）如图所示，此图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重力为 6N，小明用 2.4N的拉力竖直向上匀速拉动细线（绳重和摩擦忽略不计）。（l）若钩码 2s内上升 0.1m，则钩码上升的速度为多少？（2）小明拉力做功的功率是多少？该滑轮组的机械效率是多少？（3）当钩码总重力为 12N时，该滑轮组的机械效率为多大？（结果保留一位小数）第 13页（共 34页）变机械效率问题定性分析与计算参考答案与试题解析一选择题（共 2
20、小题）1 【解答】解：（1）使用同一滑轮组，将物体提升到同一高度，额外功不变，被提升的物重越大，有用功越大，则有用功在总功中的比值越大，机械效率越高，故 A、C错误，B正确；（2）由图可知，承担物重的绳子段数：n 2，由 F（G+G动）可知：物重为 1000N时，拉力大于 500N，故 D错误。故选：B。2 【解答】解：A、由图知，这是一个动滑轮，通过动滑轮绳子段数 n 2，不计绳重和摩擦，根据 F（G物+G动）得：G动2FG物2 100N150N50N，所以 A正确；B、动滑轮可以省一半的力，但费距离。所以 B正确；C、动滑轮的机械效率会受动滑轮的重力、被提升物体的重力的影响，相同情况下，动
21、滑轮的重力越大，摩擦力越大，做额外功越大，动滑轮的机械效率会越低，所以 C错误；D、若用动滑轮提升 200N的物体，则拉力 F （G+G动）（200N+50N）125N 所以 D正确。故选：C。二填空题（共 9 小题）3 【解答】解：不计绳重和摩擦，机械效率：，整理上式，可得物体重力为 G：G 240N，第二次的机械效率为2100%100%80%。故答案为：80%。第 14页（共 34页）4 【解答】解：（1）由图可知，n 2，由 s nh 可得，货物上升的高度：h 1m，拉力所做的有用功：W有Gh 1000N1m 1000J，拉力做的总功：W总Fs600N2m 1200J，拉力做功的功率：P
22、 24W，滑轮组的机械效率：100%100%83.3%；（2）若保持静止读数，不用克服摩擦，所测拉力偏小，总功偏小，测出的机械效率偏大。故答案为：1000；24；83.3；偏大。5 【解答】解：（1）此过程中做的有用功：W有Gh 85N2m 170J；（2）由图可知，n 2，拉力端移动的距离：s 2h2 2m 4m，拉力做的总功：W总Fs50N4m 200J；滑轮组的机械效率：100%100%85%；（3）因为动滑轮和物体一起运动，所以动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为 2m；不计摩擦和绳重，拉力 F（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但是题干中没有说明不计摩擦和绳重，所以无法计算动滑轮
23、重；额外功等于总功减去有用功，即 W额W总W有用200J170J30J；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、；（4）动滑轮重力一定，增大滑轮组提起的物重，有用功增大，额外功几乎不变，该滑轮第 15页（共 34页）组的机械效率将变大。故答案为：170；85%；变大。6 【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有用Gh 80N2m 160J；（2）由图知，n 2，拉力端移动的距离：s 2h2 2m 4m，拉力做的总功：W总Fs50N4m 200J，滑轮组的机械效率：100%80%；（3）不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定，减小滑轮组提起的物重，有用功减小，额外功不变，该滑轮组的
24、机械效率将减小。故答案为：160；80%；减小。7 【解答】解：（1）由图可知 n 2，则拉力端移动的距离：s 2h2 0.5m1m。有用功为：W有用Gh mgh1.5kg10N/kg0.5m7.5J；拉力做的总功为：W总Fs10N1m 10J，滑轮组的机械效率：100%75%；（2）增加所提物体的重力时，有用功增大，而额外功几乎不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，则滑轮组的机械效率将变大。故答案为：7.5；10；75；变大。8 【解答】解：（1）由图知，n 3，绳子自由端移动的距离 s 3h3 6m 18m，（2）拉力所做的功：W总Fs250N18m4500J，拉力的功率：第 16页（共
25、 34页）P 150W；（3）W有用Gh 600N6m 3600m，此滑轮组机械效率：100%80%；（4）绳重及摩擦不计，根据拉力 F（G+G动）可得动滑轮的重力：G动3FG 3 250N600N150N，如果绳子能承受的最大拉力为 400N，则最大吊起的物重：G 3FG动3 400N150N1050N，此时的机械效率：100%87.5%。故答案为：18；150；80；150；1050；87.5。9 【解答】解：（1）由图可知，n 3，由滑轮组的机械效率 可得物体的重力：G nF 3 250N80%600N，不计摩擦，由 F（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动nFG 3 250N600N15
26、0N；（2）因提升物体的重力所做的功为有用功，提升物体的重力和动滑轮的重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：，则被提升的物重变为 350N时，滑轮组的机械效率：100%70%。故答案为：600；150；70%。第 17页（共 34页）10【解答】解：（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，因此使用定滑轮并不省力，所以用的拉力F G 1200N；（2）提升的重物质量不变时，由 WGh 可知：两种机械做的有用功相同，将一定滑轮改为动滑轮使用时，在提升重物的同时，也要把动滑轮提起，故增大了额外功；由 100%可知，将一定滑轮改为动滑轮使用时，机械效率减小。故答案为：1200；减小。11【解答】解：设水的
27、重量为 G，动滑轮重量为 GD，物体升高了 h，则有用功为 W有Gh，总功 W总（GD+G）h。则额外功 W额W总W有GDh，故额外功与物体的重力无关，即两次所做的额外功都相等。机械效率 100%，则物体重力越大，效率越高。故答案为：，。三计算题（共 22 小题）12【解答】解：（1）建材的重力：G mg 50kg10N/kg500N；（2）由图可知，n 2，则 1 min绳子自由端移动的距离 s 2h2 12m24m，拉力做的功：WFs200N 24m4800J，拉力的功率：P 80W；（3）由图象可知，当 50%时，重物 G 400N，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率：，
28、50%，第 18页（共 34页）解得：G轮400N，当 60%时，滑轮组的机械效率：60%解得：G物600N。答：（1）建材的重力是 500N；（2）拉力的功率为 80W；（3）当滑轮组的机械效率为 60%时，运送建材的重力是 600N。13【解答】解：（1）工人师傅对其做的有用功：W有用Gh 290N5m 1450J；（2）由图可知，n 2，拉力端移动的距离 s nh2 5m 10m，不考虑绳重和摩擦，拉力 F（G沙+G动）（290N+10N）150N，拉力做的总功：W总Fs150N10m1500J；滑轮组的机械效率：100%96.7%；（3）由题知，绳子能够承受的最大拉力为 250N，用重
29、 50N的桶作为容器装沙子，不考虑绳重和摩擦，因为拉力 F（G沙+G动+G桶），所以一次最多能提沙子的重力：G沙最大2F最大G动G桶2 250N10N50N440N。答：（1）提升一包重 290N的瓷砖，工人师傅对其做的有用功为 1450J；（2）提升这包重 290N的瓷砖，滑轮组的机械效率 96.7%；（3）用重 50N的桶作为容器装沙子，工人师傅一次最多能提升沙子的重力为 440N。14【解答】解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数 n 2。（1）工人做的有用功：W有Gh 500N6m 3000J；（2）工人做的总功：W总FsFnh300N2 6m 3600J；第 19页（共 34页）（3）
30、工人做功的功率：P 180W；（4）此过程中该装置的机械效率：100%100%83.8%；（5）由题知，不计摩擦和绳重，所以 F（G+G轮），所以动滑轮的重：G轮2FG 2 300N500N100N；（6）用这个滑轮组匀速提起 400N的重物，需要用的拉力：F（G+G轮）（400N+100N）250N。答：（1）工人做的有用功为 3000J；（2）工人做的总功为 3600J；（3）工人做功的功率为 180W；（4）此过程中该装置的机械效率为 83.8%；（5）动滑轮的重是 100N；（6）如果用这个滑轮组匀速提起 400N的重物，需要用 250N的拉力。15【解答】解：（1）小李所做的有用功：
31、W有Gh 400N12m4800J，由 100%可得，在此过程中小李所做的总功：W总6000J；（2）由 v 可得，材料匀速提升的时间：t 12s，拉力的功率：P 500W；（3）小李所做的额外功：W额W总W有6000J4800J1200J，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，所以，动滑轮的重力：第 20页（共 34页）G动100N，小李的最大拉力：F大G人65kg10N/kg650N，由图知，n 2，则一次提升的最大物体重力：G大2F大G动2 650N100N1200N。答：（1）在此过程中小李所做的总功是 6000J；（2）若物体上升速度为 1m/s，则拉力功率为 500W；（3
32、）小李利用此滑轮组提升其他装修材料时，一次能提起重物的重力不能超过 1200N。16【解答】解：（1）由图可知，n 3，则拉力端移动的距离 s 3h3 3m 9m。拉力做的总功：W总Fs50N9m 450J，拉力 F做功的功率：P 90W；（2）有用功：W有用Gh 120N3m 360J，滑轮组的机械效率：100%80%；（3）不计绳重及摩擦，拉力 F（G+G动），则动滑轮的重：G动3FG 3 50N120N30N；若用该滑轮组提升 G 480N重物时，此时的拉力：F（G+G动）（480N+30N）170N。答：（1）拉力 F做功的功率为 90W；（2）滑轮组的机械效率为 80%；（3）提升
33、480N重物时的拉力为 170N。17【解答】解：（1）由图可知绳子的股数 n 3，滑轮组的机械效率：100%80%；第 21页（共 34页）（2）由 P 可知，在 1min内拉力做功：W总Pt75W1 60s4500J，由 W总Fs 可知，拉力作用点移动的距离：s 9m，因为 s 3h，所以，物体被提升高度：h s 9m 3m；（3）不计摩擦和绳重，绳端的拉力 F（G物+G动），则动滑轮的重：G动3FG 3 500N1200N300N；所以，当匀速提升重为 1800N的物体时，此时的拉力：F（G物+G动）（1800N+300N）700N。答：（1）此时滑轮组的机械效率是 80%；（2）若此时
34、拉力做功的功率是 75W，重物在 1min内匀速上升的高度是 3m；（3）当用这个滑轮组匀速提升重为 1800N的物体时，拉力是 700N。18【解答】解解：（1）要使该滑轮组向下用力物体向上运动，应先从定滑轮开始绕。然后依次绕过动滑轮。如下图所示：（2）由上图可知 n 4；不计摩擦和绳重，由 F（G物+G轮）可得动滑轮的重：G轮nFG物4 50N160N40N。滑轮组的机械效率为，1100%100100%100%100%80%；（3）工人的体重是 500N，绳子承受的最大拉力：F 500N，由 F（G物+G轮）可得，提升物体的最大重力：G大nFG动4 500N40N1960N，第 22页（共
35、 34页）所以，该滑轮组的机械效率最大可达：298%，答：（1）见上图；（2）动滑轮的重为 40N，滑轮组的机械效率是 80%；（3）滑轮组的机械效率最大为 98%。19【解答】解：（1）A在水底时上表面所处的深度：h上H h 5m 2m 3m，圆柱体 A上表面受到水的压强：p 水gh上1.0103kg/m310N/kg3m 3 104Pa，由 p 可得，A在水底时上表面受到水的压力：F上pS3 104Pa1.5102m2450N；（2）在 A上表面未露出水面之前，A排开水的体积：V排VASh1.5102m22m 3 102m3，则 A受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg
36、3 102m3300N，物体 A的重力：GAmAg 135kg10N/kg1350N，由图可知，n 3，则绳端移动的速度：v绳nv3 0.2m/s0.6m/s，由 P Fv 可得，绳端的拉力：F 400N，则滑轮组的机械效率：100%100%100%100%100%87.5%；（3）不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力，第 23页（共 34页）由 F（GAF浮+G动）可得，动滑轮的重力：G动nFGA+F浮3 400N1350N+300N150N，当小雨的拉力为 450N时，物体 A受到的浮力：F浮GA+G动nF大1350N+150N3 450N150N，此时物体 A排开水的体积：V排1.5102m3
37、，此时物体 A下表面的深度：h下1m，则 A下表面受到水的最小压强：p下水gh下1.0103kg/m310N/kg1m 1 104Pa。答：（1）水深为 H 5m 时，A在水底时上表面受到水的压力是 450N；（2）A上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率是 87.5%；（3）若小雨能施加的最大拉力为 450N，则 A在速上升过程中，它的下表面受到水的最小压强是 1 104Pa。20【解答】解：（1）拉力 F做的功：W总Fs300N2m 600J；（2）由图知，n 2，由 s 2h 可得重物提升的高度：h s 2m 1m，所做的有用功：W有用Gh 500N1m 500J；滑轮组的机械效率：10
38、0%83.3%；（3）不计摩擦和绳重，提升 500N重物时，拉力 F（G+G动），则动滑轮的重力：第 24页（共 34页）G动2FG 2 300N500N100N，提升 800N的重物时，绳端的拉力：F（G+G动）（800N+100N）450N，拉力端移动速度 v 2 0.3m/s0.6m/s，由 P Fv 可得，拉力做功的功率：P F v 450N0.6m/s270W。答：（1）拉力所做的功为 600J；（2）滑轮组的机械效率为 83.3%；（3）拉力功率为 270W。21【解答】解：（1）由图知 n 2，则该滑轮组的机械效率为：100%100%100%100%75%；（2）不计绳重和摩擦，
39、由 F（G+G动）得，动滑轮重：G动2FG 2 200N300N100N，将 500牛的物体竖直向上匀速提升 2 米，有用功：W有用G h 500N2m 1000J，克服动滑轮重做的额外功：W额G动h 100N2m 200J，此过程中拉力做的功（总功）：W总W有用+W额1000J+200J1200J；（3）此时的拉力：F（G+G动）（500N+100N）300N，由 P Fv 得，绳端移动的速度：v m/s，物体移动速度：v物v m/s0.17m/s；（4）若此滑轮组的机械效率为 90%，不计绳重和摩擦，由 得，此时提升的物重为：第 25页（共 34页）G 900N。答：（1）该滑轮组的机械效
40、率为 75%；（2）此过程中拉力做的功为 1200J；（3）物体上升的速度为 0.17m/s；（4）此时该滑轮组提升的物重为 900N。22【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有用Gh 480N5m 2400J；（2）由图甲知，n 2，则拉力端移动的距离 s 2h2 5m 10m，拉力做的总功：W总Fs300N10m3000J；滑轮组的机械效率：100%80%；（3）最省力时绕 3 股绳子，根据“奇动偶定”法则，应从动滑轮挂钩上开始绕绳子，绕法如图：（4）额外功：W额W总W有用3000J2400J600J，因为不计摩擦和绳重，克服动滑轮重做的功为额外功，即 W额G动h，所以动滑轮的重力：G动1
41、20N，若用该滑轮组以更省力的方式匀速提起 330N的重物（如上图），此时 n 3，不计摩擦及绳重，则需要的拉力：第 26页（共 34页）F拉（G物+G动）（330N+120N）150N。答：（1）拉力做的有用功为 2400J；（2）滑轮组的机械效率为 80%；（3）如上图所示；（4）若用该滑轮组以更省力的方式匀速提起 330N的重物，需要 150N的拉力。23【解答】解：（1）他这次操作做的有用功：W有用Gh 800N10m8000J；（2）由图知，n 3，则绳子自由端移动的距离：s nh3 10m30m，李师傅施加拉力做的功：WFs280N30m8400J，则他施加拉力的功率：P 420W
42、。（3）不计绳重及摩擦，由 F 得，动滑轮的重力：G动nFG 3 280N800N40N。李师傅的重力：G人mg 60kg10N/kg600N，人能提供的最大拉力等于自身重力，即 F G人600N，当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，此时的最大物重：G nFG动3 600N40N1760N，则滑轮组的最大机械效率：100%100%100%100%97.8%。答：（1）他这次操作做的有用功 8000J；（2）他施加拉力的功率为 420W；（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率 97.8%。24【解答】解：（1）建材的重力：G1m1g 40kg10N/kg400N；第 27
43、页（共 34页）由甲图可知，n 2，由乙图象可知，当重物 G1400N时，150%，由 可得：拉力 F1400N；（2）由图可知，n 2，则 1min绳子自由端移动的距离 s 2h2 12m24m，拉力做的功：WFs200N24m4800J，拉力的功率：P 80W；（3）由（1）知，当提升 400N重物时，拉力 F1400N；由于滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，则根据 F 可得动滑轮的重力：G动nF1G12 400N400N400N；当280%时，由 可得，此时的物重：G21600N。答：（1）某次运送建材的质量为 40kg，此时的拉力是 400N；（2）拉力的功率为 80W；（3）当滑轮组
44、的机械效率为 80%时，运动建材的重力是 1600N。25【解答】解：（1）重物升高 0.5m的过程中，所做的有用功：W有Gh 2400N0.5m1200J；（2）由 得，所做总功：W总1500J，由图知 n 3，则拉力端移动距离：s nh3 0.5m1.5m，由 W总Fs 得绳端的拉力：F 1000N；（3）不计绳重和滑轮轴与轮间摩擦，由 F（G+G动）得，动滑轮重：G动nFG 3 1000N2400N600N，提升重力为 3000N的物体时拉力：F（G+G动）（3000N+600N）1200N，仍将重物提升 0.5m，则拉力端移动距离仍为 1.5m，第 28页（共 34页）此过程中拉力做的
45、总功：W总F s 1200N1.5m1800J。答：（1）重物升高 0.5m的过程中，所做的有用功为 1200J；（2）绳端的拉力 F是 1000N；（3）若将重力为 3000N的重物提升 0.5m，拉力做的总功为 1800J。26【解答】解：（1）小车所做的有用功：W有用GAh 1600N2m 3200J；（2）因为不计绳重及滑轮组的摩擦，滑轮组的机械效率，所以提升物体 A时的机械效率：100%80%；（3）由图可知，n 3，当重物以 v 1m/s的速度匀速上升时，小车前进的速度为 v 3m/s由 P Fv 得，小车提供给绳子的最大拉力：Fm5000N，小车提供给绳子的最大拉力 Fm5000
46、N小于绳子能承受的最大拉力 6000N，不计绳重及滑轮组的摩擦，此时最大拉力 Fm（Gm+G轮），最大物重：Gm3FmG动3 5000N400N14600N。答：（1）物体 A匀速提升 2m 的过程中，小车所做的有用功为 3200J；（2）滑轮组提升物体 A时的机械效率为 80%；（3）若要求被提升重物以 v 1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力为 14600N。27【解答】解：（1）由 s 3h 得，物体上升的高度为：h s 6m 2m，有用功：W有用Gh 500N2m 1000J；第 29页（共 34页）（2）拉力做功：W总Fs200N6m 1200J，拉力的
47、功率：P 120W；（3）滑轮组的机械效率：100%100%83.3%；（4）不计绳重和摩擦，F（G轮+G物）即：200N（G轮+500N），动滑轮的重：G轮100N；（4）不计绳重和摩擦，第二次的拉力：F（G轮+G物）（100N+800N）300N，第二次滑轮组的机械效率：100%100%100%100%100%88.9%。答：（1）有用功 1000J；（2）拉力的功率 120W；（3）滑轮组的机械效率 83.3%；（4）滑轮组中动滑轮的重 100N；（5）若现提升 800N的重物时，滑轮组的机械效率又是 88.9%。28【解答】解：（1）由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数 n 2；将质量
48、为 5kg的空吊篮 A匀速提升到二楼平台，滑轮组的机械效率：100%100%100%100%100%62.5%；（2）提升空吊篮 A时，不计绳重及摩擦，由 F（G+G动）可得，动滑轮的重力：第 30页（共 34页）G动2FG 2 40N5kg10N/kg30N；工人师傅的重力：G人m人g 50kg10N/kg500N；绳子 C承受的最大拉力 600N大于工人师傅的重力，为了使工人不被绳子拉起来，所以作用在绳子 C的最大拉力 F 只能为 500N；以动滑轮为研究对象，受向下的重力 G动和绳子 B向下的拉力 FB，由 F（FB+G动）可得，此时绳子 B的拉力：FB2FG动2 500N30N970N
49、1000N，每块砖 30N，3030N900N，G砖+G吊篮900N+50N950N，如果 31 块砖，总重量：3130N930NG砖+G吊篮930N+50N980N，即吊篮受到向上的拉力 FB最大为 980N，也就是最大物重 G 930N，此时滑轮组的机械效率最大；则滑轮组的最大机械效率：最大100%100%100%93%。答：此滑轮组的机械效率为 62.5%；若每块砖 30N，绳子 B和 C能承受的最大拉力分别为 1000N和 600N，当质量为 50kg的工人师傅拉绳子 C时，此滑轮组的最大机械效率为93%。29【解答】解：（1）由图象知，50%，G物100N，不计绳子重和摩擦，滑轮组的
50、机械效率：，50%，解得动滑轮的总重 G轮100N；（2）由图知，n 2，运送 4 件货物时，物重 G物4 100N400N，不计绳子重和摩擦，此时拉力：第 31页（共 34页）F（G物+G轮）（400N+100N）250N；（3）因为，所以运送 4 件货物时滑轮组的机械效率：100%80%；（4）若绳子能承受的最大拉力 F最大500N，因为 F最大（G最大+G轮），提升的最大物重：G最大2F最大G轮2 500N100N900N，一次最多能提起货物件数：n 9（件）。答：（1）动滑轮重为 100N；（2）当某次运送 4 件货物时，绳子的拉力为 250N；（3）运送 4 件货物时滑轮组的机械效率