《（決勝中考）中考物理 分類解讀與強(qiáng)化訓(xùn)練 專題十六 機(jī)械效率計(jì)算題（含解析） 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（決勝中考）中考物理 分類解讀與強(qiáng)化訓(xùn)練 專題十六 機(jī)械效率計(jì)算題（含解析） 新人教版（28頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題十六 機(jī)械效率計(jì)算題 計(jì)算題是物理中考的主要內(nèi)容，在中考試卷中占有很大比例。計(jì)算題以考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力為主，它既能反映學(xué)生對基本知識的理解掌握水平，同時(shí)又能體現(xiàn)學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決問題過程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。解答計(jì)算題應(yīng)該首先明確它的特點(diǎn)，避免盲目和無從下手的尷尬，同時(shí)明確題目涉及的物理現(xiàn)象和物理知識，明確要解決的問題是什么，找準(zhǔn)關(guān)系，有的放矢的按要求進(jìn)行合理的計(jì)算。 計(jì)算題常以填空題、選擇題和計(jì)算過程題型出現(xiàn)。尤其是計(jì)算過程題是考查學(xué)生分析問題、解決問題和計(jì)算能力的題型，要求較高，分值較高，并要求有計(jì)算過程和步驟，每一步驟都有相

2、應(yīng)分值。計(jì)算題在中考題中常被列為壓軸題目。 計(jì)算題的特點(diǎn)是： (1)結(jié)果合理性：這類題能反映學(xué)生對自然界或生產(chǎn)、生活中若干事物的觀察和關(guān)心程度．它要求學(xué)生用生活實(shí)踐，社會活動的基本經(jīng)驗(yàn)對題目的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷，留取合理的，舍棄不合理的。 (2)知識綜合性：這類題往往是把幾個(gè)或幾種物理過程及物理現(xiàn)象放在一起，利用各個(gè)過程或各種現(xiàn)象之間的相切點(diǎn)，解答要解決的問題。它反映學(xué)生學(xué)習(xí)知識的綜合能力和分析解決問題的能力。 (3)應(yīng)用性：這類題是把物理知識浸透到社會實(shí)際操作和應(yīng)用到生活體驗(yàn)中，它能夠反映學(xué)生對所學(xué)物理知識的理解和情感，同時(shí)也能反映學(xué)生對自己生活中的一些實(shí)際操作的認(rèn)識水平。 1.

3、計(jì)算題解題步驟 第一步：認(rèn)真審題。明確現(xiàn)象和過程，確定給出的條件或題目中隱含的條件。 第二步：找關(guān)系。也就是針對題目內(nèi)容分析綜合，確定解決問題的方向，選擇適合的規(guī)律和公式，找準(zhǔn)相關(guān)物理量之間的關(guān)系。 第三步：列出表達(dá)式。這一步是在明確了各個(gè)已知量、未知量及某個(gè)物理量在題目中敘述的物理現(xiàn)象或物理過程變化時(shí)存在的關(guān)系，根據(jù)公式或規(guī)律列出相應(yīng)的表達(dá)式，并推導(dǎo)出待求物理量的計(jì)算式。 第四步：代人數(shù)據(jù)求解。這一步是把所用到的已知物理量的單位統(tǒng)一后，把已知量的數(shù)據(jù)代人計(jì)算式中，通過正確運(yùn)算，得出答案。同時(shí)對答案進(jìn)行合理化驗(yàn)證，最后確定正確答案。 2.解答方法 (1)簡化法：這種方法是把題目中的

4、復(fù)雜情境或復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行梳理，找出題目中的相關(guān)環(huán)節(jié)或相關(guān)點(diǎn)，使要解決的復(fù)雜的問題突出某個(gè)物理量的關(guān)系或某個(gè)規(guī)律特點(diǎn)。這樣使復(fù)雜得到簡化，可以在計(jì)算解答的過程中減少一些混淆和混亂，把要解答的問題解決。 (2)隱含條件法：這種方法是通過審題，從題目中所敘述的物理現(xiàn)象或給出的物理情境及元件設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)中，挖掘出解答問題所需要的隱含在其中的條件，這種挖掘隱含條件能使計(jì)算環(huán)節(jié)減少，而且所得到的答案誤差也小。 (3)探索法：這種方法是在題目所給的實(shí)際問題或情境中抽象出來的。判斷出所涉及或應(yīng)用的物理模型，然后運(yùn)用相對應(yīng)的物理概念、物理規(guī)律和物理公式，通過計(jì)算得出要求解的正確答案。 (4)極值法：這種方

5、法也叫端點(diǎn)法。它對不定值問題和變化范圍問題的解答有重要的實(shí)用價(jià)值。用這種方法解答問題時(shí)，應(yīng)改弄清要研究的是哪個(gè)變化的物理量的值或者是哪個(gè)物理量的變化范圍，然后確定變化的規(guī)律或方向，最后用相對應(yīng)的物理規(guī)律或物理概念，一個(gè)對應(yīng)點(diǎn)一個(gè)對應(yīng)點(diǎn)地計(jì)算取值。 （5）應(yīng)用類分析法：運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題，是物理解題的重要手段。許多設(shè)計(jì)、推理的應(yīng)用題，都是建立在計(jì)算的基礎(chǔ)上。主要考查學(xué)生運(yùn)用物理公式、規(guī)律進(jìn)行解題的能力。例如有兩個(gè)未知物理量，我們可以根據(jù)題目的數(shù)據(jù)建立兩個(gè)方程，然后求解未知量。 機(jī)械效率的計(jì)算題是中考的?？碱}型，同學(xué)們只要把握機(jī)械效率計(jì)算題的解題技巧，準(zhǔn)確地辨析哪個(gè)力做的功是有用功，

6、哪個(gè)力做的功又是總功，就能正確快速地解題。 1.機(jī)械效率計(jì)算公式：。? 　　2.滑輪組的機(jī)械效率 （1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? （2）滑輪組（水平方向拉動物體）：（f為摩擦力，l為物體移動距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? 　　3.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對物體的拉力)。 一、填空題 【典例1】（2018·臨沂）小明用如圖所示的動滑輪提起140N的水桶，動滑輪重20N（不計(jì)繩重和摩擦），小明拉繩子的動力為　 　N；如果向水桶內(nèi)再加入40N的水，提起時(shí)動滑輪的機(jī)械效率

7、　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。 【解析】不計(jì)繩重和摩擦，人拉繩子自由端的拉力F=（G+G動）；用同一個(gè)滑輪組提升物體時(shí)，物重越大，效率越高。 【解答】由圖可知，該滑輪為動滑輪，有兩段繩子拉著動滑輪， 不計(jì)繩重和摩擦，則拉繩子的動力：F=（G+G動）=（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)械效率會變大。 故答案為：80；變大。 二、選擇題 【典例2】（2018·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

8、勻速直線運(yùn)動了10s，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則在此過程中，下列說法正確的是（　）。 A．繩子自由端移動的距離為3m B．有用功為400J C．拉力F的功率為9W D．物體與地面間的滑動摩擦力為72N 【解析】A、由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離：s繩=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正確； B、拉力做功為：W總=Fs繩=30N×3m=90J，有用功：W有=ηW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η=

9、===得，物體與地面間的滑動摩擦力：f=η×3F=80%×3×30N=72N，故D正確。 故選ACD。 三、綜合計(jì)算題 【典例3】（2018·濰坊）如圖所示，工人用滑輪組提升重為400N的貨物所用拉力恒為240N，貨物被勻速提升10m。求:（1）工人做的功； （2）滑輪組的機(jī)械效率。 【解析】（1）由圖知，n=2，則繩子自由端移動的距離：s=2h=2×10m=20m， 工人做的功：W總=Fs=240N×20m=4800J； （2）提升物體做的有用功：W有=Gh=400N×10m=4000J， 則滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%≈83.3%。 答：（1）工人做的

10、功為4800J；（2）滑輪組的機(jī)械效率83.3%。 一、填空題 1．（2018·黔南）如圖為某同學(xué)測動滑輪機(jī)械效率的示意圖。他用彈簧測力計(jì)拉動繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測力計(jì)從圖中的A′位置勻速豎直上升到B′位置，這個(gè)過程用時(shí)2秒，彈簧測力計(jì)對繩的拉力為F．請你根據(jù)這個(gè)同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)完成下列問題： （1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測力計(jì)和刻度尺，其中多余的器材是　 ??； （2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是　 　cm。 （3）若彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為1.2N，則這個(gè)動滑輪的機(jī)械效率是　 　，拉力F做功的功率是　

11、 　W。 【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測出鉤碼的質(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）彈簧測力計(jì)從25cm開始上升，上升到45cm處，繩子末端移動的距離s=20.0cm=0.2m； 拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N×0.2m=0.24J； 有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J； 機(jī)械效率為：η===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。 2.（2018?岳陽）用不計(jì)繩重和摩擦的

12、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________，用該滑輪組提升更重的物體，機(jī)械效率會__________。（選填“變小”、“不變”或“變大”） 【考點(diǎn)】機(jī)械效率、提高機(jī)械效率的途徑。 【解析】所做有用功W有=Gh=720N ×10m=7200J ； 機(jī)械效率。提高機(jī)械效率的措施，有用功一定時(shí)，減小額外功；額外功一定時(shí)，增大有用功，對于同一滑輪組可增大提升物體重力提高機(jī)械效率。 故答案為：60%、變大。 3.（2018?南京）用如圖所示滑輪組將重85N的物體勻速提升2m，拉力F為50N。此過程中有用功為 J，總功為　 　J，

13、滑輪組機(jī)械效率為　 　，根據(jù)已知條件，以下四個(gè)物理量：①動滑輪上升的高度、②動滑輪的重力、③額外功、④拉力的功率，還能求出的有　 　和　 （選填序號）。 【解析】（1）利用W=Gh求拉力做的有用功；（2）由圖可知，n=2，拉力端移動的距離s=2h，利用W=Fs求拉力做的總功；（3）滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（4）①使用滑輪組提升重物時(shí)，由于動滑輪和物體一起運(yùn)動，動滑輪上升的高度等于物體上升的高度；②不計(jì)摩擦和繩重，拉力F=（G+G輪）；③額外功等于總功減去有用功；④拉力的功率等于拉力做的功與做功時(shí)間之比。 【解答】（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；

14、 （2）由圖可知，n=2，拉力端移動的距離：s=2h=2×2m=4m， 拉力做的總功：W總=Fs=50N×4m=200J； （3）滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%=75%； （4）①因?yàn)閯踊喓臀矬w一起運(yùn)動，動滑輪上升的高度等于物體上升的高度，大小為2m； ②不計(jì)摩擦和繩重，拉力F=（G+G輪），據(jù)此可求動滑輪重力，但題目沒有提高“不計(jì)摩擦和繩重”這個(gè)條件，無法計(jì)算動滑輪的重力； ③額外功等于總功減去有用功，W額=W總﹣W有用=200J﹣170J=30J； ④因?yàn)椴恢雷龉r(shí)間，所以無法計(jì)算拉力的功率。 可見，還能求出的有①、③。 故答案為：170；200；85%；①；③。

15、 4.（2018·德陽）如圖所示,沿斜面把質(zhì)量為12kg的個(gè)物體勻速拉到最高處,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面長2m、高1m.則其機(jī)械效率是 %,物體所受摩擦力是 N。 【解析】①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。②克服摩擦力做的功即為額外功，根據(jù)W=fs求出摩擦力的大小。 【解答】有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的總功：W總=Fs=100N×2m=200J；則斜面的機(jī)械效率：η=×100%=60%；額外功：W額=W總-W有=200J-12

16、0J=80J，所以物體所受的摩擦力：f=W額/s=80J/2m=40N。 故答案為：60；40。 5.（2018·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，已知他對繩子的拉力為500N．該過程中，工人所用裝置的機(jī)械效率為　 　，工人對繩子拉力的功率為　 　W。 【解析】根據(jù)圖中滑輪組中線的繞法，有兩段繩子承擔(dān)總重，繩子自由端移動距離，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；已知繩子自由端被拉下的距離，根據(jù)公式可求出拉力所做的功；根據(jù)計(jì)算出拉力的功率。 解答：由圖可知，則繩子自由端移動的距離， 工人所用裝置的機(jī)械效率：。 拉力做

17、的功：， 拉力的功率：。 故答案為：，200。 6. (2018·海南)如圖所示，用動滑輪把重為 40N 的物體 A 以 0.5m/s 的速度勻速 提升，用時(shí) 4s，拉力 F 的大小是 25N，則拉力 F 的功率是 W， 動滑輪的機(jī)械效率是 。 【解析】動滑輪由兩段繩子拉著物體上升，即。 總功為： 拉力 F 的功率是：； 有用功為： 機(jī)械效率為：。 【答案】(1) 25；(2)80%。 7.（2018·淮安）如圖所示，工人用250N的拉力將重為400N的裝修材料勻速提升6m，所用時(shí)間為lmin，則工人做的有用功是　 　J，工人做功的功率是　

18、 　W，動滑輪的機(jī)械效率是　 　。 【解析】（1）有用功：W有用=Gh=400N×6m=2400J； （2）由圖知n=2，則拉力端移動距離：s=2h=2×6m=12m， 拉力做的總功：W總=Fs=250N×12m=3000J， 工人做功的功率：P===50W； （3）動滑輪的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=80%。 故答案為：2400；50；80%。 8.(2018·泰州)如圖所示，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，用滑輪在10s內(nèi)將重為40N的物體勻速提升2m，已知拉力F為25N，則在這個(gè)過程中拉力做的功是______J，滑輪組的機(jī)械效率是______，若勻速提升重為80

19、N的物體，則這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率將______（變大/變小/不變）。 【解析】（1）圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n，然后根據(jù)s=nh求出自由端移動的距離，再利用W=Fs求出拉力做的功；（2）先根據(jù)W=Gh求出拉力做的有用功，然后利用η=×100%即可求出滑輪組的機(jī)械效率；（3）根據(jù)η=×100%=×100%=×100%=×100%可判斷滑輪組機(jī)械效率的變化情況。 【解答】（1）由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2， 繩子自由端移動的距離s=2h=2×2m=4m； 則在這個(gè)過程中拉力做的功：W總=Fs=25N×4m=100J； （2）拉力做的有用功：W有=Gh=40N×2m=80J

20、， 則滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=80%； （3）由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知， 滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪重和物體重有關(guān)，動滑輪重力不變，物體重力變大，機(jī)械效率將變大。 故答案為：100；80%；變大。 9.(2018·荊門)工人利用斜面和滑輪將物體從斜面底端勻速拉到頂端，斜面高1m，長2m，物體重500N，平行于斜畫的拉力200N，所用時(shí)間10s。在此過程中，物體動能　 ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）。重力勢能　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。拉力的功率為　 　W，把物體直接提高到斜面頂端做的功為有用功，則這

21、個(gè)裝置的機(jī)械效率為　 　。 【解析】（1）將物體從斜面底端勻速拉到頂端，質(zhì)量不變，速度不變，則物體的動能不變。 （2）物體沿斜面升高，質(zhì)量不變，高度變大，所以其重力勢能增大。 （3）圖中滑輪是動滑輪，則繩端通過的距離為：s=2L=2×2m=4m； 拉力做功為：W總=Fs=200N×4m=800J； 拉力的功率為：P===80W； （4）此過程的有用功為：W有=Gh=500N×1m=500J； 這個(gè)裝置的機(jī)械效率為：η==×100%=62.5%； 故答案為：不變；增大；80；62.5%。 二、選擇題 1.（2018?廣安）如圖所示，斜面長3m，高0.6m，建筑工人用繩

22、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）。則下列說法正確的是（　?。?。 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．斜面的機(jī)械效率是80% 【解析】（1）利用W=Fs計(jì)算該過程拉力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小；（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。 【解答】（1）拉力F做的功：W總=Fs=150N×3m=450J； 有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=3

23、00J， 額外功：W額=W總﹣W有用=450J﹣300J=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：η==×100%≈66.7%，故D錯(cuò)。 故選A。 2.（2018·聊城）（多選題）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，則下列說法正確的是（ ）。 A.工人做的總動為9O0J；B.工人做的額外功為

24、300J； C.工人做功的功率為60W；D.此斜面的機(jī)械效率為75% 【解析】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。 【解答】A、工人做的總功為：W總=Fs=400N×3m=1200J；故A錯(cuò)誤； B、做的有用功為：W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J； 所做額外功為：W額=W總﹣W有=1200J﹣900J=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：η==×100%=75%；故D正確； 故選：BD。

25、 3.（2018·龍東）（多選題）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重600N的物體在10s內(nèi)勻速上升1m。已知繩子的拉力為400N，則提升重物的過程中（　　）。 A．繩子自由端被拉下3m B．做的有用功是600J C．滑輪組的機(jī)械效率為80% D．拉力F的功率為80W 【解析】A、由圖可知，n=2，繩子自由端移動的距離s=2h=2×1m=2m，故A錯(cuò)； B、做的有用功：W有用=Gh=600N×1m=600J，故B正確； C、拉力做的總功：W總=Fs=400N×2m=800J， 滑輪組的機(jī)械效率：η==×100%=75%，故C錯(cuò)； D、拉力做功的功率：P===80W，故D正

26、確。 故選：BD。 4.（2018·十堰）如圖所示，滑輪組將重50N的物體A以的速度沿水平地面勻速向前拉動了lm，拉力F大小為10N，滑輪組的機(jī)械效率為，下列說法中正確的是　　。 A. 拉力F做功的功率為2W； B. 2s內(nèi)繩子自由端移動的距離為； C. 滑輪組做的有用功為50J； D. 物體A受到水平地面的摩擦力為16N 【解析】根據(jù)求出拉力做的功，由速度的變形公式求出時(shí)間，然后根據(jù)求出拉力的功率；由圖示可知，滑輪組承重繩子的股數(shù)，可知根據(jù)，求出2s內(nèi)繩子自由端移動的距離；根據(jù)求出滑輪組做的有用功；由圖示可知，滑輪組承重繩子的股數(shù)，根據(jù)求出摩擦力f。 A、拉力做的功：， 由

27、可得：；拉力的功率：，故A錯(cuò)誤； B、2s內(nèi)物體移動，自由端移動的距離，故B錯(cuò)誤； C、拉力做的功：， 由公式得，，故C錯(cuò)誤； D、滑輪組承重繩子的股數(shù)，根據(jù)得，，，故D正確。 故選：D。 5.（2018·深圳）下圖為“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)．在彈簧測力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。 A．彈簧測力計(jì)的拉力是2.4N； B．物體上升的速度為0.05ms； C．彈簧測力計(jì)拉力的功率為0.12W；D．滑輪組的機(jī)械效率約83.3％ 【解析】由圖可知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，拉

28、力端移動的距離，利用求拉力做的總功，再利用求功率；已知物體的重力和上升高度，利用求有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。 解答：由圖可知，彈簧測力計(jì)的拉力是2.4N ，故A正確；物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，物體上升的速度為，故B正確；n=3，拉力端端移動距離，拉力做的總功為：；拉力的功率為：，故C錯(cuò)誤；拉力做的有用功為：；滑輪組機(jī)械效率為：。故D正確； 故答案為C。 6.(2018·咸寧)如圖所示，用滑輪組在4s內(nèi)將重為160N的物體勻速提升2m，若動滑輪重20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重。則在此過程中，下列說法正確的是（ ）。 A．繩子自由端向上移動了4m； B．拉力

29、F的功率為90W； C．拉力F為90N； D．滑輪組的機(jī)械效率為80% 【解析】（1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離；（2）根據(jù)F=（G+G動）求出拉力；根據(jù)W=Fs可求拉力做功；根據(jù)P=可求拉力做功的功率；（3）根據(jù)W=Gh求出克服物體重力做的有用功，根據(jù)效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率。 【解答】由圖可知，n=3，則繩端移動的距離：s=3h=3×2m=6m，故A錯(cuò)誤； 不計(jì)摩擦及繩重，拉力：F=（G+G動）=×（160N+20N）=60N，故C錯(cuò)誤； 拉力做功：W總=Fs=60N×6m=360J， 拉力做功的功率：P===90W，故B正確；

30、有用功：W有用=Gh=160N×2m=320J， 滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%≈88.9%，故D錯(cuò)誤。 故選B。 7．(2018·齊齊哈爾) （多選題）小慶家買了新樓房，為了搬運(yùn)裝修材料，設(shè)計(jì)了如圖所示的滑輪組，已知?jiǎng)踊喓脱b貨物的箱子共重100N，一次提升重500N的材料到12m高的樓上，繩重和摩擦忽略不計(jì)，則此過程中，下列說法正確的是（　?。?。 A．工人提升重物時(shí)，繩上的拉力為300N； B．工人做的有用功是6000J； C．工人做的總功是10800J； D．滑輪組的機(jī)械效率為83.3% 【解析】A、由圖知，n=2，繩重和摩擦忽略不計(jì)，則繩端的拉力：

31、F=（G+G輪+箱）=×（500N+100N）=300N，故A正確； B、工人做的有用功：W有用=Gh=500N×12m=6000J，故B正確； C、拉力端移動的距離：s=2h=2×12m=24m， 拉力做的總功：W總=Fs=300N×24m=7200J，故C錯(cuò)； D、滑輪組的機(jī)械效率： η==×100%≈83.3%，故D正確。 故選：ABD。 8. (2018·哈爾濱) 如圖所示，利用滑輪組將重力為2N的物體，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F為1.2N，下列說法正確的是（ ）。 A. 繩自由端移動的速度是0.6m/s B. 這個(gè)滑輪組是費(fèi)力機(jī)械 C. 滑

32、輪組的機(jī)械效率是83.3% D. F做的有用功是0.24J 【解析】本題考查動滑輪的知識。A.動輪滑動力作用點(diǎn)移動距離是重物移動距離的2倍，因此速度也是重物提升速度的2倍，所以v繩=0.4m/s，A選項(xiàng)錯(cuò)誤； B.動輪滑本質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，此輪滑組是省力機(jī)械； C.提升重物的有用功W有用=2N×0.1m=0.2J，拉力F總功W總=1.2N×0.2m=0.24J，所以效率η=W有用/W總100%=83.3%，C選項(xiàng)正確； D.拉力F做的有用功等于0.2J，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 故選C。 三、綜合計(jì)算題 1.（2018?青島）工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600

33、N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。 【解析】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η=求滑輪組的機(jī)械效率。 【解答】由圖知，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=600N×2m=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：η==×100%=80%。 答：滑輪組的機(jī)械效率為80%。 2.（2018?呼和浩特）

34、如圖所示，用甲、乙兩種滑輪組，分別勻速豎直向上提升同一重物，從相同位置開始提升至同一高度處，求： （1）若不計(jì)繩重，滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比； （2）若不計(jì)繩重及摩擦，重物質(zhì)量為400g，動滑輪質(zhì)量為100g，勻速拉動過程中甲、乙兩裝置的機(jī)械效率。 【解析】（1）甲圖，n1=2；乙圖，n2=3，若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，拉力F=G，據(jù)此求兩次拉力F1和F2之比； （2）利用G=mg求重物重力、動滑輪重力，因?yàn)椴挥?jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率η===，所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率相同，利用η=計(jì)算。 【解答】（1）由圖知，甲圖中，n1=2；乙圖中，n2=3， 若不計(jì)繩

35、重、滑輪重及摩擦，則拉力F=G， 兩次拉力F1和F2之比：F1：F2=G：G=：=3：2； （2）重物的重力：G=mg=0.4kg×10N/kg=4N， 動滑輪的重力：G輪=m輪g=0.1kg×10N/kg=1N， 不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，滑輪組的機(jī)械效率η===， 由于兩裝置中物重和動滑輪重均相同， 所以甲、乙兩裝置的機(jī)械效率：η1=η2==×100%=80%。 答：（1）若不計(jì)繩重、滑輪重及摩擦，兩次拉力F1和F2之比為3：2；（2）若不計(jì)繩重及摩擦，甲、乙兩裝置的機(jī)械效率都是80%。 3．（2018?瀘州）如圖甲所示的滑輪組裝置，不計(jì)繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均為豎直方向。

36、用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，重物上升的速度v隨時(shí)間變化的圖象如圖丙所示。已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，求： （1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率； （2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度； （3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小。 【解析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則拉力F移動的距離s=3h。 （1）由F﹣t圖象得出在4s～6s內(nèi)的拉力F，由v﹣t圖象得出重物上升的速度，利用P===Fv求出克服重力做功的功率；（2）由圖甲可知，連接

37、動滑輪繩子的股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動的距離，利用v=求出繩子自由端移動的速度；（3）由丙圖可知，物體在4s～6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，由圖乙可知此時(shí)的拉力，利用F=（G物+G動）求出動滑輪重，此時(shí)物體靜止在地面上，根據(jù)力的平衡條件求出地面的支持力，根據(jù)力的作用是相互的，求出對地面的壓力。 【解答】（1）由圖丙可知，在4s～6內(nèi)，重物做勻速直線運(yùn)動，其速度v3=2.0m/s， 由P===Fv得，重物克服重力做功的功率：P=Gv3=80N×2.0m/s=160W。 （2）由圖甲可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2，已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m， 則繩子自由端移動的距離：s

38、=nh=2×2m=4m，所用的時(shí)間t=4s﹣2s=2s， 則在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度：v===2m/s。 （3）由丙圖可知，物體在4s～6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，由圖乙可知此時(shí)的拉力F3=50N， 因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，則由F=（G物+G動）得，動滑輪的重力： G動=nF3﹣G物=2×50N﹣80N=20N， 在0～2s內(nèi)，由圖乙可知此時(shí)的拉力F1=30N， 把動滑輪和重物看成整體，則這個(gè)整體受到向下的總重力、向上的支持力以及2股繩子向上的拉力而處于靜止?fàn)顟B(tài)， 由力的平衡條件得，F(xiàn)支+2F1=G+G動， 則地面對物體的支持力：F支=G動+G物﹣2F1=20N+80N﹣2

39、×30N=40N， 根據(jù)力的作用是相互的可知，此過程中重物對地面的壓力：F壓=F支=40N。 答：（1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率為160W；（2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度為2m/s；（3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小為40N。 4.（2018·孝感）搬運(yùn)工人站在水平高臺上用如圖所示的滑輪組勻速豎直向上提升重物，不計(jì)繩重和摩擦，工人的重力為640N，與地面接觸的總面積為，提升時(shí)間為20s，重物上升高度為2m。求： 提升時(shí)繩自由端的速度為多少； 若拉力F的大小為150N，則拉力的功率為多少； 若上述過程中所提貨物重為360N，則滑輪組的機(jī)械效率為多少；

40、 若仍用該滑輪組提升另一貨物，當(dāng)提升過程中該工人對高臺的壓強(qiáng)為，則所提升貨物的重力為多少。 【解析】重物上升速度：，由圖可知，， 則提升時(shí)繩自由端的速度：， 拉力的功率：； 已知，則滑輪組的機(jī)械效率：； 在上述過程中，，， 不計(jì)繩重和摩擦，拉力， 則動滑輪的重力：， 當(dāng)提升另一重物時(shí)，工人對高臺的壓力：， 壓力和支持力是一對相互作用力，則， 此時(shí)人受向下的重力、向下的繩子拉力和向上的支持力，則有：， 所以，人對繩子末端的拉力：， 由得，此時(shí)所提升貨物的重力：。 答：提升時(shí)繩自由端的速度為，若拉力F的大小為150N，則拉力的功率為45W；若上述過程中所提貨物重為360

41、N，則滑輪組的機(jī)械效率為；所提升貨物的重力為390N。 5.(2018·遵義)工人師傅用如圖所示的滑輪組勻速提升重1200N的建筑料，建筑材料在30s內(nèi)上升了3m。 （1）求工人師傅做的有用功； （2）提升該建筑材料時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%，求工人師傅對繩端拉力的功率。 【解析】（1）工人師傅做的有用功：W有用=Gh=1200N×3m=3600J； （2）由η=得：拉力做的總功：W總===4500J， 工人師傅對繩端拉力的功率：P===150W。 答：（1）工人師傅做的有用功3600J；（2）工人師傅對繩端拉力的功率150W。 6.(2018·達(dá)州)（7分）如圖是利用滑輪

42、組打撈水中物體的簡化模型示意圖，工人用一滑輪組從水中打撈物體。已知：物體的質(zhì)量為90kg且以恒定速度勻速上升，當(dāng)物體完全露出水面，工人對滑輪組繩子自由端的拉力F1為400N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η1為75%（繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，g=10N/kg）。 （1）請你根據(jù)題目中的條件，判斷出工人所使用的滑輪組是下列中的　 　圖。 （2）工人的質(zhì)量為60kg，雙腳與地面接觸面積為2.5×10﹣3m2，物體浸沒在水中和完全被打撈出水面時(shí)工人對地面的壓強(qiáng)變化了4×104Pa，求物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力。 （3）若物體完全浸沒在水中時(shí)，工人拉力的功率為180W，求物

43、體上升的速度。 【解析】（1）當(dāng)物體完全露出水面時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：η===， 所以通過動滑輪繩子的段數(shù)：n====3， A圖中通過動滑輪繩子的段數(shù)為3，B圖中通過動滑輪繩子的段數(shù)為4，C圖中通過動滑輪繩子的段數(shù)為5，所以工人所使用的滑輪組是A圖； （2）由題知，繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì)，當(dāng)物體完全露出水面時(shí)，F(xiàn)=（G物+G動）， G動=3F﹣G物=3×400N﹣90kg×10N/kg=300N， 此時(shí)人對地面壓力：F壓=G人﹣F=60kg×10N/kg﹣400N=200N， 物體完全浸沒在水中時(shí)對滑輪組的拉力：F拉'=G物﹣F浮，完全露出后物體對滑輪組拉

44、力F拉=G物，所以物體被打撈出水面后對滑輪組拉力增大，繩子自由端拉力隨之變大，人對地面壓力變小，壓強(qiáng)變小， 由p=可得物體完全露出水面后，人對地面壓力增大量：△F=△pS=4×104Pa×2.5×10﹣3m2=100N， 所以物體完全浸沒在水中時(shí)人對地面壓力F壓'=F壓+△F=200N+100N=300N， 此時(shí)人對繩子自由端拉力：F'=G人﹣F壓'=60kg×10N/kg﹣300N=300N， 且F'=（F拉'+G動）=（G物﹣F浮+G動） 所以：F浮=G物+G動﹣3F'=90kg×10N/kg+300N﹣3×300N=300N； （3）由P===Fv可得，物體完全浸沒在水中時(shí)繩

45、子自由端的速度：v===0.6m/s， 由v=nv物可得，物體的上升速度：v物===0.2m/s。 答：（1）A；（2）物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力為300N；（3）物體上升的速度為0.2m/s。 7.（2018·赤峰）如圖所示，叉車把質(zhì)量為2t的重物從地面勻速豎直提升1.5m，用時(shí)7.5s。叉車消耗柴油5g，若柴油完全燃燒（柴油熱值為4.3×107J/kg，g10N/kg）。求： （1）提升過程中重物上升的速度； （2）叉車提升重物過程中做的有用功； （3）叉車提升重物過程中的效率。 【解析】（1）提升過程中重物上升的速度：v===0.2m/s； （2）叉車提升重物過程中做的有用功：W=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×1.5m=3×104J； （3）柴油完全燃燒放出的熱量：Q=m′q=5×10﹣3kg×4.3×107J/kg=2.15×105J； 叉車提升重物過程中的效率：η==×100%≈14%。 答：（1）提升過程中重物上升的速度為0.2m/s；（2）叉車提升重物過程中做的有用功為3×104J；（3）叉車提升重物過程中的效率為14%。 28