中考物理試題分類匯編 專題21 機(jī)械效率（含解析）.doc

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專題21 機(jī)械效率一選擇題（共8小題）1（xx福建）如圖，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度。與提升B相比，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大。若不計(jì)繩重與摩擦的影響，則提升A的過(guò)程（）A額外功較小B額外功較大C總功較小D總功較大【分析】不計(jì)繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功與額外功之和； 機(jī)械效率是有用功與總功的比值。由此分析解答?！窘獯稹拷猓篈B、由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h知，提升A和B所做額外功相同，故A、B錯(cuò)誤；CD、不計(jì)繩重與摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率：=，額外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯(cuò)誤、D正確。故選：D。2（xx自貢）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，則提升重物的過(guò)粒中（）A做的總功是400JB拉力F的功率是25WC繩子自由端被拉下1mD滑輪組的機(jī)械效率是80%【分析】（1）（3）已知拉力大小，由圖可知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，則s=2h，求出拉力端移動(dòng)距離，利用W=Fs可求總功；（2）知道做功時(shí)間，利用P=求出拉力F的功率；（4）已知物重和物體被提升高度，根據(jù)公式W=Gh可計(jì)算出有用功；利用效率公式=求滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓篈C、由圖知，n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=21m=2m，故C錯(cuò)誤；拉力做的總功：W總=Fs=250N2m=500J，故A錯(cuò)誤；B、拉力F的功率：P=50W，故B錯(cuò)誤；D、有用功：W有用=Gh=400N1m=400J，滑輪組的機(jī)械效率：=100%=100%=80%，故D正確。故選：D。3（xx東營(yíng)）對(duì)物理概念的理解是學(xué)好物理的關(guān)鍵。關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說(shuō)法正確的是（）A通過(guò)改進(jìn)機(jī)械的性能可以使機(jī)械效率達(dá)到100%B做功多的機(jī)械，功率一定大C功率大的機(jī)械，做功一定快D做功快的機(jī)械，機(jī)械效率一定高【分析】（1）機(jī)械效率反映了機(jī)械的性能優(yōu)劣，是有用功與總功的比值，與做功快慢沒(méi)有關(guān)系；使用任何機(jī)械不可避免地做額外功，所以機(jī)械效率一定小于100%；（2）功率是描述物體做功快慢的物理量，它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功，功率大則做功快?！窘獯稹拷猓篈、使用任何機(jī)械都要做額外功，所以總功一定大于有用功，即有用功與總功的比值一定小于1，也就是機(jī)械效率小于100%故A錯(cuò)誤；B、功率是做功多少與所用時(shí)間的比值。做功多，時(shí)間不確定，功率大小不能確定。故B錯(cuò)誤；C、功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小，則做功慢。故C正確；D、機(jī)械效率與做功快慢沒(méi)有關(guān)系。故D錯(cuò)誤。故選：C。4（xx攀枝花）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度，F(xiàn)1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A力F1和F2做功的功率相同B力F1和F2做的總功相同C乙滑輪組更省力，兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大D甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高【分析】使用滑輪組時(shí)，手拉繩子自由端做的功是總功；總功與所用時(shí)間之比是拉力做功的功率；根據(jù)已知條件判斷省力情況；利用公式=比較滑輪組機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓河蓤D知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=4。AB、若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動(dòng)的距離分別為：s甲=3h，s乙=4h；甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總=F13h，乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總=F24h，已知F1=F2，所以W甲總W乙總，故B錯(cuò)誤；已知時(shí)間相同，由公式P=知，P甲總P乙總故A錯(cuò)誤；CD、已知F1=F2，所以省力情況相同，故C錯(cuò)誤；甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設(shè)一個(gè)動(dòng)滑輪的重為G動(dòng)，不計(jì)繩重及摩擦，則甲滑輪組的機(jī)械效率為：甲=，乙滑輪組中有2個(gè)動(dòng)滑輪，同理可得，乙滑輪組的機(jī)械效率為：乙=，所以甲乙，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。5（xx宜昌）下列有關(guān)起重機(jī)提升貨物時(shí)機(jī)械效率的說(shuō)法，正確的是（）A有用功越多，機(jī)械效率越高B同一起重機(jī)提起的貨物越重，機(jī)械效率越高C額外功越少，機(jī)械效率越高D同一起重機(jī)提起同一貨物越快，機(jī)械效率越高【分析】（1）機(jī)械效率是有用功與總功的比值。（2）增加物重，其他條件不變，有用功增多，有用功在總功中所占的比例增大，機(jī)械效率升高；（3）機(jī)械效率高的機(jī)械，說(shuō)明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，（4）機(jī)械做功的快慢指功率，機(jī)械效率大小與功率大小沒(méi)有關(guān)系。【解答】解：A、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，由于總功的多少不確定，所以無(wú)法判斷有用功與總功比值的大小，即機(jī)械做的有用功越多，其機(jī)械效率不一定高，故A錯(cuò)誤；B、起重機(jī)提起的貨物越重，所做的額外功基本不變，有用功在總功中所占的比重越大，所以它的機(jī)械效率越大，故B正確；C、機(jī)械效率越高，說(shuō)明所做有用功占總功的比值大，額外功所占總功的比值小，不是做的額外功越少，故C錯(cuò)誤；D、使用滑輪組做功越快，說(shuō)明功率越大，但機(jī)械效率與功率沒(méi)有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：B。6（xx廣安）如圖所示，斜面長(zhǎng)3m，高0.6m，建筑工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說(shuō)法正確的是（）A斜面上的摩擦力是50NB拉力的功率是50WC拉力所做的功是300JD斜面的機(jī)械效率是80%【分析】（1）利用W=Fs計(jì)算該過(guò)程拉力F做的功；利用W有=Gh求出有用功，利用W額=W總W有求出額外功，然后利用W額=fs計(jì)算貨物箱在斜面上受的摩擦力大??；（2）利用P=求拉力做功功率；（3）斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓海?）拉力F做的功：W總=Fs=150N3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N0.6m=300J，額外功：W額=W總W有用=450J300J=150J，由W額=fs可得，物體在斜面上受到的摩擦力：f=50N，故A正確、C錯(cuò)；（2）拉力的功率：P=75W，故B錯(cuò)；（3）斜面的機(jī)械效率：=100%66.7%，故D錯(cuò)。故選：A。7（xx深圳）如圖為“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4NB物體上升的速度為0.05m/sC彈簧測(cè)力計(jì)拉力的功率為0.12WD滑輪組的機(jī)械效率約83.3%【分析】（1）先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，再根據(jù)指針位置讀數(shù)；（2）利用速度公式求物體上升速度；（3）由圖知，n=3，重物上升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=3h，利用W總=Fs求出拉力做的功；利用P=求拉力做功功率；（4）知道物體重，利用W=Gh求出有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N，故A正確；B、物體上升速度v=0.05m/s，故B正確；C、由圖知，n=3，拉力端移動(dòng)距離s=3h=30.1m=0.3m，拉力做功W總=Fs=2.4N0.3m=0.72J，拉力做功的功率：P=0.36W，故C錯(cuò)誤；D、有用功W有=Gh=6N0.1m=0.6J；滑輪組的機(jī)械效率：=100%83.3%，故D正確。故選：C。8（xx黑龍江）分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，勻速提升同一物體到同一高度處，其機(jī)械效率分別為定、動(dòng)、組（不計(jì)繩重和摩擦，設(shè)每個(gè)滑輪質(zhì)量相等），則下列選項(xiàng)中正確的是（）A組動(dòng)定B動(dòng)定組C定動(dòng)組D定組動(dòng)【分析】克服物體的重力所做的功是有用功，由題知?jiǎng)蛩偬嵘晃矬w到同一高度處，可知做的有用功相同；不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，額外功W額=G輪h，知道使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2，可以得出做的額外功的大小關(guān)系，由于W總=W有用+W額，可以得出所做的總功的大小關(guān)系，再利用效率公式比較三種情況下機(jī)械效率的高低?！窘獯稹拷猓簞蛩偬嵘晃矬w到同一高度處，由W有用=Gh可知，三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用；不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，所做的額外功：W額=G動(dòng)h，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)分別為0、1、2，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)，做的額外功：W額定W額動(dòng)W額組，由W總=W有用+W額可知三種情況下做的總功：W定W動(dòng)W組，由=可知，使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：組動(dòng)定。故選：A。二多選題（共3小題）9（xx聊城）工人師傅搬運(yùn)貨物時(shí)，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長(zhǎng)木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時(shí)15s。已知車廂高1.5m，木板長(zhǎng)3m，貨物質(zhì)量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說(shuō)法正確的是（）A工人做的總功為900JB工人做的額外功為300JC工人做功的功率為60WD此斜面的機(jī)械效率為75%【分析】根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出拉力做的功，即總功；再根據(jù)P=可求功率；再根據(jù)W=Gh求出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率?！窘獯稹拷猓篈、工人做的總功為：W總=Fs=400N3m=1200J；故A錯(cuò)誤；B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg10N/kg1.5m=900J；所做額外功為：W額=W總W有=1200J900J=300J；故B正確；C、工人做功的功率為：P=80W；故C錯(cuò)誤；D、斜面的機(jī)械效率為：=100%=75%；故D正確；故選：BD。10（xx濱州）如圖所示，重400N的物體在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A繩子自由端移動(dòng)的距離為3mB有用功為400JC拉力F的功率為9WD物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為72N【分析】（1）知道物體移動(dòng)速度和時(shí)間，利用s=vt求物體移動(dòng)距離，由題知，n=3，拉力端移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)距離的3倍；（2）利用W=Fs求拉力做的總功，利用機(jī)械效率公式計(jì)算有用功；（3）利用功率公式求拉力做功功率；（4）知道機(jī)械效率和拉力大小，利用=求摩擦力f?！窘獯稹拷猓篈、由圖知，n=3，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s繩=3s物=3v物t=30.1m/s10s=3m，故A正確；B、拉力做功為：W總=Fs繩=30N3m=90J，有用功：W有=W總=80%90J=72J，故B錯(cuò)誤；C、拉力做功的功率：P=9W，故C正確；D、有用功W有=fs物，拉力做的總功W總=Fs繩，由=得，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力：f=3F=80%330N=72N，故D正確。故選：ACD。11（xx通遼）如圖，用滑輪組提升重物時(shí)，重400N的重物在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，則提升重物的過(guò)程中（）A繩子自由端下降速度為0.3m/sB動(dòng)滑輪的重力為100NC拉力F的功率是40WD滑輪組的機(jī)械效率是80%【分析】（1）由圖知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h，利用速度公式求其速度；（2）不計(jì)繩重和摩擦，利用F=（G+G輪）求出動(dòng)滑輪的重力；（3）利用W=Fs求總功，再利用P=求拉力做功功率；（4）利用W=Gh求有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=21m=2m，繩子自由端移動(dòng)的速度v=0.2m/s，故A錯(cuò)；B、不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G輪），則動(dòng)滑輪重力：G輪=2FG=2250N400N=100N；故B正確；C、拉力做的總功：W總=Fs=250N2m=500J，拉力的功率：P=50W，故C錯(cuò)誤；D、有用功：W有用=Gh=400N1m=400J，滑輪組的機(jī)械效率：=100%=80%，故D正確。故選：BD。三填空題（共10小題）12（xx臨沂）小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提起140N的水桶，動(dòng)滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），小明拉繩子的動(dòng)力為80N；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥坎挥?jì)繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動(dòng)）；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，該滑輪為動(dòng)滑輪，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動(dòng)力：F=（G+G動(dòng)）=（140N+20N）=80N；使用同一滑輪組，在提升高度相同時(shí)，所做的額外功不變，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。故答案為：80；變大。13（xx菏澤）使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大，滑輪組的機(jī)械效率越高（填“越高”、“越低”或“不變”）【分析】提升的物體質(zhì)量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時(shí)，所做有用功越大；用同一個(gè)滑輪組提升物體，克服繩重、摩擦和動(dòng)滑輪重力所做的額外功變化不大；根據(jù)有用功在總功中所占的比例可判斷機(jī)械效率的變化情況。【解答】解：使用同一個(gè)滑輪組提升物體，提升的物體質(zhì)量越大（即提升物體的重力越大），在提升高度相同時(shí)，所做有用功越大，而所做的額外功變化不大，則有用功在總功中所占的比例越大，即滑輪組的機(jī)械效率越高。故答案為：越高。14（xx岳陽(yáng)）用不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組把重為720N的貨物勻速提高10m，所做的總功為12000J，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為60%；用該滑輪組提升更重的物體，機(jī)械效率會(huì)變大（選填“變小”、“不變”或“變大”）?！痉治觥恐牢矬w重和提升的高度，利用W=Gh求有用功，又知道總功，利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高?！窘獯稹拷猓河杏霉Γ篧有用=Gh=720N10m=7200J；已知所做的總功：W總=12000J；則滑輪組的機(jī)械效率為：=100%=60%；用該滑輪組提升更重的物體，在提升高度相同時(shí)，由于物重增大，則有用功增大，而額外功幾乎不變，所以有用功在總功中所占的比例變大，機(jī)械效率會(huì)變大。故答案為：60%；變大。15（xx云南）如圖所示，用滑輪組把質(zhì)量為80kg的物體勻速提升3m，若拉力F=500N，則滑輪組的機(jī)械效率為80%，若不計(jì)繩重和摩擦，則動(dòng)滑輪受到的重力為200N?！痉治觥浚?）知道物體質(zhì)量，利用G=mg求其重力，再利用W=Gh求拉力做的有用功；由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h，利用W=Fs求總功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），據(jù)此求動(dòng)滑輪重力?！窘獯稹拷猓海?）物體的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N，做的有用功：W有用=Gh=800N3m=2400J，由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h=23m=6m，拉力做的總功：W總=Fs=500N6m=3000J，滑輪組的機(jī)械效率：=100%=80%；（2）不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=（G+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)=2FG=2500N800N=200N。故答案為：80%；200。16（xx棗莊）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計(jì)繩重和摩擦。若GAGB，則甲乙；若FA=FB，則GAGB（選填“”、“”或“=”）【分析】（1）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功，根據(jù)=100%=100%=100%結(jié)合GAGB比較兩滑輪組的機(jī)械效率關(guān)系；（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G+G動(dòng)）結(jié)合FA=FB得出提升物體的重力關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）不計(jì)繩重和摩擦，克服物體重力做的功為有用功，克服物體重力和動(dòng)滑輪重力做的功為總功，則滑輪組的機(jī)械效率：=100%=100%=100%=100%，因物體的重力G越大，1+越小，越大，且動(dòng)滑輪的重力相等，所以，GAGB時(shí)，甲乙；（2）由圖可知，n甲=2，n乙=3，由F=（G+G動(dòng)）可得，提升物體的重力：G=nFG動(dòng)，則FA=FB時(shí)，提升物體的重力關(guān)系為GAGB。故答案為：；。17（xx廣州）小明用圖中的動(dòng)滑輪勻速拉動(dòng)水平地面上的物體A，測(cè)出A移動(dòng)的距離s、水平拉力F和A的重力G。（1）以上條件能否求出此時(shí)滑輪的機(jī)械效率？不能，如果能，寫出的表達(dá)式；如果條件不足，寫出還需補(bǔ)充的物理量的測(cè)量步驟和符號(hào)，并寫出的表達(dá)式=100%（用題目已知及補(bǔ)充的物理量符號(hào)表示）（2）若A在10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了4m，A的速度為0.4m/s?！痉治觥浚?）根據(jù)=可求出滑輪的機(jī)械效率，據(jù)此分析需要補(bǔ)充的物理量；（2）根據(jù)速度公式v=求出A的速度?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)=可知，要求出滑輪的機(jī)械效率，補(bǔ)充的物理量為：摩擦力f；測(cè)量摩擦力時(shí)應(yīng)水平勻速拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力等于拉力；作用在動(dòng)滑輪上有兩段繩子，所以拉力F通過(guò)的距離為物體A移動(dòng)距離的2倍，滑輪的機(jī)械效率為：=100%；（2）物體A的速度為：v=0.4m/s。故答案為：（1）不能；=100%；（2）0.4m/s。18（xx眉山）如圖所示，一同學(xué)在用滑輪組勻速提升不同重物時(shí)，記錄下了繩子自由端拉力F與對(duì)應(yīng)所提升的物體的重力G，如下表：G/N123456F/N0.81.31.82.32.83.3根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析可知，繩子自由端拉力F與物體重力G的關(guān)系式為F=0.5G+0.3N；當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率=94.3%。【分析】由表格數(shù)據(jù)，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，由此解答；根據(jù)物體的重力求出拉力的大小，然后根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓河杀砀駭?shù)據(jù)可知，重力G每增大1N，繩子自由端的拉力F增大0.5N，所以F與G成一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)F與G關(guān)系的表達(dá)式為F=kG+b，由表格第一組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=1N，F(xiàn)=0.8N，則：0.8N=k1N+b由表格第二組數(shù)據(jù)，當(dāng)G=2N，F(xiàn)=1.3N，則：1.3N=k2N+b可得k=0.5，將k=0.5代入解得b=0.3N，所以拉力F與物體所受重力G的關(guān)系式：F=0.5G+0.3N；當(dāng)物體重力G=10N時(shí)，此時(shí)的拉力：F=0.510N+0.3N=5.3N；由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪；滑輪組的機(jī)械效率為：=94.3%。故答案為：0.5G+0.3N；94.3%。19（xx安徽）如圖所示，當(dāng)工人師傅用400N的拉力向下拉繩時(shí)，可使重680N的重物勻速上升，此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為85%?！痉治觥恳阎Α⑽镏?，利用=可計(jì)算滑輪組機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)：n=2，由=得，滑輪組的機(jī)械效率：=100%=100%=85%。故答案為：85%。20（xx安順）工人借助如圖所示的裝置，在20s時(shí)間內(nèi)將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對(duì)繩子的拉力為500N該過(guò)程中，工人所用裝置的機(jī)械效率為70%，工人對(duì)繩子拉力的功率為200W。【分析】（1）根據(jù)圖中滑輪組中線的繞法，有兩段繩子承擔(dān)總重，繩子自由端移動(dòng)距離s=2h，利用滑輪組機(jī)械效率的公式=計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率；（2）已知繩子自由端被拉下的距離，根據(jù)公式W=Fs可求出拉力所做的功；根據(jù)P=計(jì)算出拉力的功率。【解答】解：（1）由圖可知n=2，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=24m=8m，工人所用裝置的機(jī)械效率：=100%=100%=100%=70%。（2）拉力做的功：W=Fs=500N8m=4000J，拉力的功率：P=200W。故答案為：70%，200。21（xx德陽(yáng)）如圖所示，沿斜面把質(zhì)量為12kg的一個(gè)物體勻速拉到最高處，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面長(zhǎng)2m、高1m，則其機(jī)械效率是60%，物體所受摩擦力是40N（取g=10N/kg）【分析】知道拉力大小，利用W=Fs求出總功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的機(jī)械效率?？朔Σ亮ψ龅墓礊轭~外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小。【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg10N/kg1m=120J；拉力做的總功：W總=Fs=100N2m=200J；斜面的機(jī)械效率：=100%=60%；（2）額外功：W額=W總W有=200J120J=80J，由W額=fs可得，物體所受的摩擦力：f=40N。故答案為：60；40。四實(shí)驗(yàn)探究題（共7小題）22（xx蘭州）如圖所示為測(cè)定動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升至B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A位置勻速豎直上升至B位置，在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析（g=10N/kg）；（1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.2N：拉力F所做的功為0.048J。（2）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為83.3%。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【分析】（1）由乙圖根據(jù)測(cè)力計(jì)分度值讀數(shù)；由甲圖知，繩子自由端移動(dòng)的距離，根據(jù)W總=Fs求拉力F所做的功；（2）由圖甲知，物體A上升的高度，根據(jù)G=mg求物體的重力；根據(jù)W有=Gh求做的有用功；根據(jù)=100%求動(dòng)滑輪的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖知，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，示數(shù)為1.2N，由甲圖知，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=8.50cm4.50cm=4.00cm，拉力F所做的功為：W總=Fs=1.2N0.04m=0.048J；（2）由圖甲知，物體A上升的高度h=2.00cm，物體的重力：G=mg=0.2kg10N/kg=2N，做的有用功：W有=Gh=2N0.02m=0.04J，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為：=100%83.3%。故答案為：（1）1.2；0.048；（2）83.3%。23（xx綿陽(yáng)）某小組同學(xué)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)步驟有：（i）按照如圖所示安裝滑輪組，測(cè)鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置（ii）用彈簧測(cè)力計(jì)緩慢拉動(dòng)繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s；（iii）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）；（iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；（v）用動(dòng)滑輪質(zhì)量不同的兩個(gè)滑輪組吊相同的鉤碼，分別測(cè)機(jī)械效率；（vi）分析測(cè)量結(jié)果，討論影響機(jī)械效率的因素回答以下問(wèn)題：（1）除了如圖所示器材和彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要的器材是刻度尺。（2）滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算公式是=（用直接測(cè)得的物理量符號(hào)表示）。（3）關(guān)于影響滑輪組機(jī)械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為正確的有ADE（填序號(hào)，可能不止一項(xiàng)正確）。A在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越小B在相同情況下，摩擦越大，機(jī)械效率越大C忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同D忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，則機(jī)械效率相同E忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越大F忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機(jī)械效率越小【分析】（1）（2）滑輪組是用繩子把定滑輪和動(dòng)滑輪組裝而成的機(jī)械裝置，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率公式=分析探究所需要測(cè)量的工具以及測(cè)量的量、表達(dá)式；（3）滑輪組機(jī)械效率與物體重力、動(dòng)滑輪的重力，以及摩擦力的大小有關(guān)，在有用功不變的情況下，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，除了滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要測(cè)量高度的刻度尺；（2）由滑輪組的圖上可知，n=3滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs，機(jī)械效率的表達(dá)式為=；（3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機(jī)械效率越小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、忽略摩擦，滑輪組的機(jī)械效率，與定滑輪的質(zhì)量無(wú)關(guān)，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機(jī)械效率相同，故C錯(cuò)誤、D正確；EF、忽略摩擦，動(dòng)滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機(jī)械效率越大。故E正確、F錯(cuò)誤。故選ADE。故答案為：（1）刻度尺；（2）；（3）ADE。24（xx德州）測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率：步驟如圖所示為測(cè)量某滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。分析表中數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)2是用圖乙做的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)3中的機(jī)械效率=80%。裝置圖表格實(shí)驗(yàn)序號(hào)鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4結(jié)論通過(guò)比較1、2（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。通過(guò)比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)靜止時(shí)讀數(shù)。你認(rèn)為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤](méi)有考慮到摩擦力對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響?！痉治觥浚?）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，求出實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)分析；求出實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)分析；根據(jù)=100%求第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，找出合適的次數(shù)；比較實(shí)驗(yàn)2和3的相同條件和不同條件得出結(jié)論；（3）在測(cè)力計(jì)靜止時(shí)，不會(huì)克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮。【解答】解：（1）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，故實(shí)驗(yàn)1中繩子的有效段數(shù)：n=3；實(shí)驗(yàn)2中繩子的有效段數(shù)：n=3；由表格數(shù)據(jù)知：第1次實(shí)驗(yàn)物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實(shí)驗(yàn)，第2次是用乙圖做的：第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：3=100%=80%；（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實(shí)驗(yàn)符合要求，可以得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。比較實(shí)驗(yàn)2和3可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；（3）在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出了數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服繩與輪之間的摩擦，所以測(cè)得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因?yàn)樗龥](méi)有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。故答案為：乙；80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。25（xx欽州）下面是小明和小紅的“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)步驟：（1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測(cè)量物體G所受的重力為4.6N。（3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可以知道他們選用的滑輪組是乙（選填甲”或“乙”）（4）僅改變重物G上升的高度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，記錄并計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體重量G/N物體上升高度h/cm拉力F/N彈簧測(cè)力計(jì)移機(jī)動(dòng)的距離s/cm機(jī)械效率15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)討論與交流小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不科學(xué)（選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”），請(qǐng)說(shuō)明你的理由根據(jù)=100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)。小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變提升物體的重力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析?！痉治觥浚?）測(cè)力計(jì)使用前，要觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值；（2）根據(jù)測(cè)力計(jì)分度值讀數(shù)；（3）測(cè)量長(zhǎng)度的工具是刻度尺；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體升高高度的關(guān)系s=nh，根據(jù)繩n=求出繩子的有效段數(shù)分析回答；（4）滑輪組的機(jī)械效率=，據(jù)此分析；為得出普遍性的結(jié)論要多測(cè)量?！窘獯稹拷猓海?）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、零刻度線和分度值。（2）如圖1所示，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，測(cè)量物體G所受的重力為4.6N；（3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測(cè)出的物體G上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體升高高度的關(guān)系s=nh，繩子的有效段數(shù)n=3，可以知道他們選用的滑輪組是乙；（4）滑輪組的機(jī)械效率：=，故滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)，由題意和表中數(shù)據(jù)，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的重力有關(guān)；小明和小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)；小明認(rèn)為提升的物重會(huì)影響該滑輪組的機(jī)械效率，建議進(jìn)一步探究：改變提升物體的重力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（3）步驟，計(jì)算出機(jī)械效率進(jìn)行比較分析。故答案為：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）不科學(xué)；根據(jù)=100%，滑輪組的機(jī)械效率與所提升物體的高度無(wú)關(guān)；提升物體的重力。26（xx泰安）圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖。用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.5N的物體從A位置提升到A位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到B位置，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示。請(qǐng)你根據(jù)他們做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：（1）物體提升的高度是5.0cm，拉力是2N，該滑輪組的機(jī)械效率=75%；（2）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則滑輪組的機(jī)械效率變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥浚?）讀出BB之間的距離，根據(jù)滑輪組的特點(diǎn)求出物體上升的高度；根據(jù)測(cè)力計(jì)的分度值讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)；知道物體重力和物體升高的距離，求出繩子自由端移動(dòng)的距離，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；根據(jù)=求出機(jī)械效率。（2）根據(jù)額外功的變化判定機(jī)械效率的變化?！窘獯稹拷猓海?）測(cè)力計(jì)B位置勻速提升到B位置，測(cè)力計(jì)上升的高度為：s=15.0cm；由圖可知，有3段繩子拉著動(dòng)滑輪，則物體上的高度為：h=s=15.0cm=5.0cm；由圖可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N；該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：=75%；（3）若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，此時(shí)有用功不變，克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大，故機(jī)械效率變小。故答案為：（1）5.0； 2；75%；（2）變小。27（xx黔南州）如圖為某同學(xué)測(cè)動(dòng)滑輪機(jī)械效率的示意圖。他用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A位置勻速豎直上升到B位置，這個(gè)過(guò)程用時(shí)2秒，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩的拉力為F請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：（1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是10.0cm。（3）若彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1.2N，則這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W?！痉治觥浚?）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量；（2）根據(jù)刻度尺的分度值讀數(shù)；（3）讀出測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，根據(jù)機(jī)械效率公式求出效率，根據(jù)功率公式求出功率?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出鉤碼的質(zhì)量，故多余的器材是天平；（2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm；（3）彈簧測(cè)力計(jì)從25cm開(kāi)始上升，上升到45cm處，繩子末端移動(dòng)的距離s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N0.2m=0.24J；有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg10N/kg0.1m=0.2J；機(jī)械效率為：=83.3%；拉力F做功的功率是：P=0.12W。故答案為：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。28（xx襄陽(yáng)）某同學(xué)“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)把更72N的物體吊在滑輪上，向上緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)出物體上升高度和繩端移動(dòng)距離分別為0lm和0.3m。圖小彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N，滑輪組機(jī)械效率為80%如果用此滑輪組提升另一重為10N的物體，它的機(jī)械效率變大（填“變大”、“變小”或“不變”）?！痉治觥扛鶕?jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀數(shù)；根據(jù)=100%=100%求出機(jī)械效率；不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率=100%=100%=100%=100%，據(jù)此進(jìn)行解答?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，示數(shù)為3N；滑輪組機(jī)械效率為：=100%=100%=100%=80%；不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率：滑輪組的機(jī)械效率=100%=100%=100%=100%，第一次提升物體的重力為7.2N，如果用該滑輪組提升10N的物體，物體的重力變大，滑輪組的機(jī)械效率變大。故答案為：3；80；變大。五計(jì)算題（共6小題）29（xx北京）如圖是用動(dòng)滑輪提升貨物A的示意圖。在豎直向上的拉力F的作用下，使重450N的貨物A在50s的時(shí)間里，勻速豎直上升了10m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F做的功為5000J求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。【分析】（1）利用W=Gh求有用功；（2）知道拉力做的總功，利用P=求拉力做功功率；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹拷猓海?）有用功：W有=Gh=450N10m=4500J；（2）已知拉力F做的功為5000J，即W總=5000J，拉力做功的功率：P=100W；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：=100%=90%。答：（1）有用功為4500J；（2）拉力F的功率為100W；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%。30（xx德陽(yáng)）如圖所示為一吊運(yùn)設(shè)備的簡(jiǎn)化模型圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)，現(xiàn)用該設(shè)備先后搬運(yùn)水平地面上的物體A和B，已知兩物體重GA=1.75GB當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；且NA=2NB求：（1）物體A的重力GA和地面支持力NA大小；（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子的自由端施以F=625N的拉力時(shí)，物體B恰好以速度v被勻速提升，已知此時(shí)拉力F功率為500W，滑輪組機(jī)械效率力80%，不計(jì)各種摩擦和繩子質(zhì)量，物體B的速度v為多少？【分析】（1）對(duì)A、B進(jìn)行受力分析，F(xiàn)A+NA=GA，F(xiàn)B+NB=GB，已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，列式可解；（2）知道提升重物B時(shí)滑輪組的機(jī)械效率和繩子自由端的拉力，可利用公式=計(jì)算出吊著物體的繩子的段數(shù)。知道拉力F的大小和拉力F做功的功率，可利用公式P=FV計(jì)算出繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度，從而可以計(jì)算出物體B勻速上升的速度v?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)對(duì)A施以豎直向上的拉力FA=1500N時(shí)，物體A靜止，受到地面支持力是NA；對(duì)A，由力的平衡條件可得：FA+NA=GA，即：1500N+NA=GA 已知兩物體重GA=1.75GB，且NA=2NB，所以式可寫為：1500N+2NB=1.75GB當(dāng)對(duì)B施以豎直向上的拉力FB=1000N時(shí)，物體B靜止，受到地面支持力是NB；對(duì)B，由力的平衡條件可得：FB+NB=GB，即：1000N+NB=GB得，500N+NB=0.75GB得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，代入解得：NB=1000N，GA=3500N；NA=2000N；（2）已知繩子自由端的拉力F=625N，=80%，物體B重為2000N，設(shè)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為n，則=80%，解得：n=4。又因?yàn)槔做功的功率P=500W，由P=Fv得，繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度為：v繩=0.8m/s，則物體B勻速上升的速度為：v=v繩=0.8m/s=0.2m/s。答：（1）物體A的重力GA是3500N；地面支持力NA大小是2000N；（2）物體B的速度v為0.2m/s。31（xx玉林）如圖所示是打撈物體的模擬裝置。現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過(guò)5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體離開(kāi)海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49m/s，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了12%（不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，物=7.6103kg/m3，g取10N/kg，海水取1.0103kg/m3）。求：（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；（2）物體在海底時(shí)的深度；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；（4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)動(dòng)滑輪體積）【分析】（1）物體排開(kāi)海水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求浸沒(méi)在海水中受到的浮力；（2）由圖知，n=5，物體升高速度等于繩子自由端移動(dòng)速度的，利用速度公式求物體在海底時(shí)的深度；（3）利用p=gh求物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；（4）利用G=mg=gV求物體重力；設(shè)物體在水中電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，P1=F1v1；物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，P2=F2v2；而物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，據(jù)此求F1、F2的大小關(guān)系；由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F1=（GF浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），進(jìn)一步求出動(dòng)滑輪重力，物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率=。【解答】解：（1）物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開(kāi)海水的體積：V排=V=0.1m3，則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；F浮=海水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.1m3=1000N；（2）由圖知，n=5，物體升高的速度：v物=v=0.5m/s=0.1m/s，由題意可得，物體在海底時(shí)的深度：h=v物t=0.1m/s560s=30m；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)：p=海水gh=1.0103kg/m310N/kg30m=3105Pa；（4）物體重力：G=mg=物gV=7.6103kg/m310N/kg0.1m3=7600N，設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1=0.5m/s，則P1=F1v1=F10.5m/s；物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2=0.49m/s，則P2=F2v2=F20.49m/s；由題知，物體在離開(kāi)水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%，即：P2=P1（1+12%），代入數(shù)據(jù)可得：F20.49m/s=F10.5m/s（1+12%），解得：F2=F1，由圖知，n=5，不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為：F1=（GF浮+G輪），F(xiàn)2=（G+G輪），可得：（G+G輪）=（GF浮+G輪），解得：G輪=8F浮G=81000N7600N=400N，物體在海面下勻速上升過(guò)程中，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力GF浮 所做的功為有用功，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做功為額外功，此過(guò)程中該滑輪組的機(jī)械效率：=100%94.3%。答：（1）物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力為1000N；（2）物體在海底時(shí)的深度為30m；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)為3105Pa；（4）物體在海面下勻速上升過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94.3%。32（xx青島）工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端被豎直拉上6m，額外功為300J求滑輪組的機(jī)械效率【分析】由圖知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，由s=nh求出貨物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知額外功，根據(jù)W總=W有用+W額計(jì)算總功；最后根據(jù)公式=求滑輪組的機(jī)械效率?！窘獯稹拷猓河蓤D知，n=3，由s=nh可得，貨物提升的高度：h=2m，則所做的有用功：W有用=Gh=600N2m=1200J；拉力所做的總功：W總=W有用+W額=1200J+300J=1500J；則滑輪組的機(jī)械效率：=100%=80%。答：滑輪組的機(jī)械效率為80%。33（xx桂林）小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在樹(shù)下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開(kāi)始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1m。根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是多大？（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明。【分析】（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率；（2）當(dāng)f1=100N時(shí)，1=50%，通過(guò)滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，有用功W有用=fs；由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，額外功W額外=G動(dòng)s，總功等于有用功加上額外功，滑輪組的機(jī)械效率1=，據(jù)此求動(dòng)滑輪重；當(dāng)2=75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，機(jī)械效率2=，據(jù)此求此時(shí)摩擦力；滑輪組的有用功率P有=f2v；（3）不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，拉力F=（f+G動(dòng)），和小熊的重力大小比較得出能否用此滑輪組拉動(dòng)物體?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是50%；（2）當(dāng)f1=100N時(shí)，1=50%，通過(guò)滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，則有用功：W有用1=f1s，由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，則額外功：W額外=G動(dòng)s，則總功：W總1=W有用1+W額外=f1s+G動(dòng)s，所以，1=50%，解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=100N；當(dāng)2=75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：2=75%，解得此時(shí)的摩擦力：f2=300N；則滑輪組的有用功率：P有=f2v=300N0.1m/s=30W；（3）由圖可知，n=3，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)f3=1500N時(shí)，拉動(dòng)物體需要的拉力：F3=（f3+G動(dòng)）=（1500N+100N）533N，小熊的重力為500N，根據(jù)力的作用是相互的，所以小熊給繩子的最大拉力等于其重力為500N，小于533N，故不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。答：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是50%；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是30W；（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為1500N時(shí)，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，不能用此滑輪組拉動(dòng)物體。34（xx南充）如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過(guò)程，已知物體下降的距離為3m，用時(shí)3s，工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為50kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦）（1）求工人放繩的速度。（2）求滑輪組的效率1（3）如果物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率為2，已知1：2=4：3（物體在水中仍勻速下降，動(dòng)滑輪不會(huì)浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g=10N/kg）。求當(dāng)物體完全浸沒(méi)水中后，工人對(duì)地面的壓力?！痉治觥浚?）根據(jù)v=算出物體的速度，根據(jù)繩子段數(shù)算出工人放繩的速度；（2）根據(jù)W有用=Gh算出有用功，根據(jù)W總=Fs算出總功；根據(jù)=100%算出機(jī)械效率；（3）根據(jù)入水前的拉力和物體的重力，根據(jù)F=（G動(dòng)+G）算出動(dòng)滑輪重力；根據(jù)1：2=4：3算出物體完全浸沒(méi)水中后滑輪的機(jī)械效率2根據(jù)=100%表示出對(duì)物體的拉力；根據(jù)G=mg算出人的重力，對(duì)人受力分析得出人對(duì)地面的壓力?！窘獯稹拷猓海?）物體下降速度為：v=1m/s；因?yàn)橛?段繩子，所以