中考物理计算题专题《滑轮组机械效率综合题》专项训练(解析版)

1、滑轮组机械效率综合题一、计算题1.如图所示，质量为50kg工人以0.2m/s的速度拉动绳子，将重为600N的物体提升了1m,此过程中滑轮组的机械效率为75%.不计绳重及摩擦.g=10N/kg,求工人第18页，共22页(1)做的有用功.(2)拉力做功的功率.(3)改变所提升的物体时，使用此滑轮组可达到的最大机械效率.2.如图所示，建筑工人用滑轮组在体匀速提升5m,所用的拉力为(1)工人做的有用功；(2)拉力的功率；(3)滑轮组的机械效率。20s的时间内将重为 480N的物300N.求这个过程中：金圣*#步步*圣*3.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深 10m,

2、物体重G=4X103N,汽车重G车=3X104N,汽车匀速拉绳子时的拉力 F=2X103N, 汽车受到的阻力为车重的 0.05倍。请计算：(1)若汽车运动的速度为 1.2m/s,则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？4 .如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组。悬挂的重物G=4.8N,当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为 Fi=1.8N;当重物匀 速上升时，手对轻绳的拉力为 F2=2.0N,且物重上升过程中动滑轮恰 好转过1圈。已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3

3、m,求(1)动滑轮的重力；(2)重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率。5 .如图所示通过滑轮组拉着重为120N的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动了4m,摩擦力为物重的0.1倍。求：(1)物体受到的摩擦力;(2)绳子自由端移动的距离；F；(3)若不计绳，滑轮的重力以及滑轮轮轴和滑绳之间的摩擦力，求拉力(4)若机械效率80%,求拉力F。6 .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，(g取10N/kg)求：(1)工人做的有用功；(2)工人做功的功率；(3)此过程中该装置的机械效率

4、；(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大的拉力?7.如图甲是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，物体上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。已知物体的质量为80kg、体积为0.02m3,物体沉没在水底时距离水面 8m,在48s内物体上升的竖直高度为 3m, 绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自始至终都没浸入水中，p水=1.0 103kg/m3, g=10N/kg。求：(1)物体浸没在水中时受到的浮力；(2)物体未打捞前在水中受到的压强；(3)在8s12s内，滑轮组的机械效率；(

5、4)在04s内，物体对水底的压力。甲乙丙8.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 Fi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。9.如图是用滑轮组提升物体 A的示意图，物体 A受到的重力大小为Ga.在匀速竖直提升物体 A的过程中，物体 A上升的速度大小为 va, 滑轮组的机械效率为 刀.已知：Ga=400N, VA=0.4m/s,刀=80%绳重、 轮与轴的摩擦均可忽略不计。求：(1)绳子自由端的速度大小v绳；(2)动滑轮所

6、受的重力大小G动；(3)拉力F做功的功率P。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，p物=7.6 103kg/m3, g取10N/kg, p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)钢丝绳自由

7、端电动机11.如图所示是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装 置示意图。O为杠杆BC的支点，CO: OB=1: 4.配重E 通过绳子竖直拉着杠杆 C端，其质量mE=644kg.定滑轮 和动滑轮的质量均为 mo.人拉动绳子，通过滑轮组提升 浸没在水中的物品。当物体A在水面下，小明以拉力 F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为ri,配重E对地面的压力为Ni；当物体A完全离开水面，小明以拉力 F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为殳，配重E对地面的压力为 N2.已知：Ga=950N,巾=95%, Ni：心=6： 1,绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体A的阻力均可忽略不计，g取

8、10N/kg.求:(1)物体在水面下受到的浮力；(2) F1： F2的值(3)打的大小。300N,2m,止匕过12 .工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升 程中拉力的功率为 120W. (g取10N/kg)求：(1)有用功；(2)滑轮组的机械效率；(3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为额外功占总功的20%,工人提升货物的重。13 .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 Y1（3）如果物体完全浸没水中后

9、滑轮的机械效率为为，已知o:邛=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。14 .由同种材料制成的实心正方体A、B放在水平地面上，对地面的压弓II分别是 pA、pB,且Pa: pb=1: 2.用如图（a）所示的甲、乙两滑轮组分别匀速提升A、B两物体，甲、乙中动滑轮重均为 G动，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力之比Fi： F2=5：22,求：图（口）图囹（1） A、B两物体的边长之比 La： Lb；（2）动滑轮重与物体 A重之比G动：Ga；（3）若一个质量为60kg的人站在地面上，利用如图（b）所示的另一

10、个滑轮组， 从水中将物体 A匀速提起，提升过程中，滑轮组的机械效率 刀随物体A被提升高度 h变化的关系图象如图（c）所示.不计绳重和摩擦，物体A在露出水面前和完全露出水面后，人对地面的压力之比是多少？ （ g取10N/kg）15 .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4X10-2m2,则人对地面的压强是多少？(3)该同学仍用这根绳子和

11、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 M03Pa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)16 .如图所示，一个质量 600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深 的水底，水面距离地面 2m,若利用滑轮组和电动机组成 的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N (不计绳重、摩擦和水的阻力，p水=1.0 103kg/m3, g=10N/kg)。求：(1

12、)箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；(2)箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；(3)物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；(4)整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。17.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。 12m,物体重1600N,动滑轮重400N,汽车的最大输出功率为 的绳子能承受的最大拉力为6000N (不计汽车所受的摩擦阻力、擦)，若重物以1m/s的速度匀速上升时，求：(1)将物体由井底拉至井口需要的时间；(2)滑轮组提升重物的机械效率；已知井深15KW,与汽车相连绳重及滑轮组的摩(3)整个装

13、置工作过程中能提升重物的最大重力。答案和解析1 .【答案】解：(1)做的有用功为：W=Gh=600NMm=600J;忆 G2 2)=g所以人用的拉力为：G600 N; 一一 - I，' .；拉力做功的功率为：P-Fv= MON x 口卫m/s = 80小；(3)人施加的最大拉力为：Fm=G 人=mg=50kg x10N/kg=500N；G 动=nF-G=2 X400N-600N=200N;使用此滑轮组可达到的最大机械效率为：尸切一 G5£ 乂 5 00W一 200JV斗他 »Fm 二一2 x 500/V, = 80%°答：(1)做的有用功600J；(2)拉

14、力做功的功率 80W;(3)改变所提升的物体时，使用此滑轮组可达到的最大机械效率是80%。【解析】(1)根据公式 W=Gh计算有用功；(2)根据效率公式计算出拉力，根据公式P=Fv计算功率；(3)人能施加的最大的拉力等于重力，根据公式fm=G人=mg求出人能施加的最大的力，mF-GBjh两根绳子承担着动滑轮和物体，据此求出动滑轮的重力，根据公式叮二一痴J求出最大机械效率。本题考查的是有用功，功率。机械效率的计算，综合性较强，难度较大。2 .【答案】 解：(1)将重为480N的物体匀速提升5m,做的有用功：W 有用=Gh=480 N X5m=2400 J;(2)绳子的有效段数为 2,绳子自由端通

15、过的距离：s=nh=2 X5m=10m,拉力做总功：W *Fs=300N X10m=3000 J;拉力的功率：=150W；Mi 3000/P= = PT，(3)滑轮组的机械效率:/r、四oo/ =.，X100%=80%。答：(1)工人做的有用功为 2400J;(2)拉力的功率为 150W;(3)滑轮组的机械效率为 80%。【解析】(1)已知物重和物体上升的高度，根据 W=Gh即可求出所做的有用功；(2)由图知：有两段绳子与动滑轮相连，则物体上升的高度h和绳子自由移动的距离s之间的关系为：s=2h,求出自由端绳子移动的距离，然后再根据 W=Fs即可求出所做 的总功；根据 P=:求拉力的功率；(3

16、)已求出有用功和总功，根据引号><100%求出滑轮组的机械效率。该题考查了功的公式和功率公式的运用及滑轮组机械效率的求法，解答此题的关键是找到s、h之间的关系。3 .【答案】解：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度为：1 Iv 物=gV 车=4 X1.2m/s=0.4m/s；物体由井底拉至井口需要的时间：,s 人 iOrrr 一一t= = = j-=25s>(2)滑轮组的机械效率为：吠* Gh Gh G 4 x 103W刀匹，=F 篦静=F =3x2 k* 100% 66.7%(3)由题意可得，汽车受到的阻力为：f=0.05G车=0.05 3X104N

17、=1500N；汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵弓I力：F牵=F拉+f=2X103N+1500N=3500N；(4)汽车运动的距离：s车=s绳=3h=3X10m=30m；牵引力做功为： W牵=F牵s车=3500NX30m=1.05 105J；答：(1)若汽车运动的速度为 1.2m/s,则将物体由井底拉至井口，需要 25s；(2)滑轮组的机械效率是66.7%;(3)汽车的牵引力是 3500N；(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05 ¥05J。【解析】(1)明确承担重物的绳子段数；运用速

18、度公式变形可求时间t;(2)运用机械效率的计算公式，代入数值可求刀；(3)明确汽车的受力情况，运用平衡力知识可求牵引力；(4)运用 W=Fs,可求功。熟练运用计算功、速度、机械效率的公式，准确分析物体的受力情况；是解答此题的关 键。4 .【答案】解：(1)由图可知，n=3；当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为Fi=1.8N;则有：Fi =- (G + G动)，故 G 动=3Fi-G=3X1.8N-4.8N=0.6N;(2)设物体相对于地面升高的高度为h,则动滑轮相对于地面升高的高度也为h;动滑轮转过一圈，即绳子自由端相对于动滑轮移动距离为：c=0.3m；则绳子自由端相对于地面升高的距离为

19、：s=h+c;又因为绳子段数为 n=3,故有s=3h,即3h=h+c；故得：h=c=7 X0.3m=0.15 m；贝U s=3h=3X0.15m=0.45m；所做有用功为：亚有=6卜=4视><0.阿=0.72；所做的总功为：亚总=52s=2NX0.45m=0.9J；机械效率为：0.7 2J刀寸=时><100%=80%；答：(1)动滑轮的重力为 0.6N;(2)重物上升过程中的有用功为0.72J；总功为0.9J；滑轮组的机械效率为80%。【解析】(1)明确承担动滑轮的绳子段数，根据拉力与重力间关系，变形后可求动滑轮重力；(2)根据功的计算公式 W=Fs可求出拉力做的功，即

20、总功；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滑轮组的效率。明确绳子自由端移动距离，以及承担物体重力的绳子段数；熟练运用功、机械效率的公式；明确绳子自由端移动的距离；可解答此题。5 .【答案】 解：(1)摩擦力为物重的0.1倍，物体受到的摩擦力为：f=0.1G=0.1 120N=12N;(2)物体做匀速直线运动了4m,有3股绳子，则绳子自由端移动的距离s=ns' =3 X4m=12m；(3)若不计绳，滑轮的重力以及滑轮轮轴和滑绳之间的摩擦力，拉力F=：f=： X12N=4N;(4)机械效率 刀，"矣=(=80%即黑=80%,贝U拉力F=5N;答：(1)物

21、体受到的摩擦力为 12N；(2)绳子自由端移动的距离为12m；(3)若不计绳，滑轮的重力以及滑轮轮轴和滑绳之间的摩擦力，拉力为 4N;(4)若机械效率80%,拉力为5N。【解析】(1)摩擦力为物重的0.1倍，据此求物体受到的摩擦力；(2)物体移动距离为 s',则绳子自由端移动的距离s=ns'；(3)由于不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力，则F= f;(4)根据公式 刀=丫 J即可求出物体受到的拉力。用总fs nF本题考查滑轮组的特点以及机械效率公式的灵活应用，关键会对公式进行灵活变形。6 .【答案】 解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2;(1)工人做的

22、有用功：W *Gh=500 N X6 m=3000 J ；(2)拉力端移动距离：s=2h=2 >6m=12m,工人做的总功：W *Fs=300N X12m=3600 J;工人做功的功率：W.-. 3600/P= =_=180W；(3)此过程中，该装置的机械效率：吠*30007刀.><100%=耐 X 100%= 83.3%(4)不计摩擦和绳重，拉力F=； (G+G轮)，动滑轮的重力：G 轮=2F-G=2 X300N-500N=100N,匀速提起400N的重物时的拉力大小：F'g(G' +G 轮)=1 (400N+100N) =250N。答：(1)工人做的有用功

23、为 3000J;(2)工人做功的功率为 180W；(3)此过程中该装置的机械效率为83.3%；(4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用250N的拉力。【解析】由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2;(1)知道建材重力和升高的高度，利用W=Gh可以求出有用功。(2)知道拉力，拉力端移动的距离 s=2h,利用W=Fs求总功；知道做功时间，利用P=v求工人做功的功率。(3)求出了有用功和总功，利用效率公式求出此过程中该装置的机械效率。(4)不计摩擦和绳重，根据滑轮组拉力公式F=； (G+G轮)的变形公式求出动滑轮的重力，再根据F=1(G + G轮)求匀速提起400N的重物时的拉力大小。本

24、题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是使用滑轮组时有用功、总功、机械效率 含义的理解。7 .【答案】解：(1)因为物体浸没水中，所以物体排开水的体积 V V=0.02m3,受到水的浮力：F 浮=p水 V 排 g=1.0 103kg/m3X0.02m3X10N/kg=200N；(2)物体未打捞前在水中受到的压强：p= p水 gh=1.0 X03kg/m3x10N/kg x8m=8 x104Pa；(3)物体重力：G = mg=80kgX10N/kg=800N,在8s12s内，由图乙、丙可知，物体做匀速直线运动，绳端的拉力F=500N,由图甲可知，n=2,拉力端移动距离 s=2h,滑轮组的机械效率

25、：X100%=60% ;笊W用(心一下库)hjfi-F加h _ G-F 忙 flOOiV-200N=F2!-.= -二三二。声(4)由第三问条件可知，物体在8s12s内处于平衡状态,绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，拉力 F= (G-F浮+G轮)，则动滑轮重力：G 轮=2F-G+F 浮=2 X500N-800N+200N=400N,在04s内由图乙、丙可知，此时物体处于静止状态，绳端拉力 F' =300N,因为拉力F' =1(F拉'+G轮)，则滑轮组对物体的拉力：F 拉'=2F' -G 轮=2 X300N-400N=200N,物体对水

26、底的压力：F hG-F 拉'-F 浮=800N-200N-200N=400N。答：(1)物体浸没在水中时受到的浮力为 200N；(2)物体未打捞前在水中受到的压强为8X104Pa；(3)在8s12s内，滑轮组的机械效率为60%；(4)在04s内，物体对水底的压力为400N。【解析】(1)物体浸没水中，排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求物体受到水的浮力；(2)知道物体所处的深度，利用p=pgh求物体未打捞前在水中受到的压强；(3)利用G=mg求物体的重力，在 8s12s内，由图乙、丙可知，物体做匀速直线运动的拉力；由图甲可知，n=2,拉力端移动距离 s=2h,滑轮组的机械效率

27、配,用7洪_方一尸库4F总一 Fs 丽 2F ；(4)由第三问条件，物体在 8s12s内处于平衡状态，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，拉力F4 (G-F浮+G轮)，据此求动滑轮重力；在04s内由图乙、丙可知，此时物体处于静止状态，知道此时拉力F,拉力F= (F拉+ G轮)，据此求滑轮组对物体的拉力；物体对水底的压力等于重力减去拉力、浮力。 本题为力学综合题，考查了阿基米德原理、液体压强公式、重力公式、效率公式、力的 平衡条件的应用，能从图象得出相关信息、利用好相关公式是关键。8 .【答案】解：(1)由图知，甲图中，n1=2 ;乙图中，n2=3,若不计绳重、滑轮重及摩擦，则

28、拉力F=：G,两次拉力F1和F2之比：1 1 1 1F1： F2=1G:应G=s： 3=3: 2;(2)重物的重力：G = mg=0.4kgX10N/kg=4N,动滑轮的重力： G轮=m轮g=0.1 kgX10N/kg=1N,卬，司 G/t G不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率引百 =Gi+与/=G+d.,由于两装置中物重和动滑轮重均相同，所以甲、乙两装置的机械效率：印=平=7=7><100%=80%。答：(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，两次拉力Fi和F2之比为3: 2;(2)若不计绳重及摩擦，甲、乙两装置的机械效率都是80%。【解析】(1)甲图，1=2;乙图，n2=3,若不计绳重

29、、滑轮重及摩擦，拉力 F=G,据 此求两次拉力 Fi和F2之比；(2)利用G=mg求重物重力、动滑轮重力，因为不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率/署=肃”=二厂，所以甲、乙两装置的机械效率相同，利用 刀二它计算。本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，利用好：不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率 Y一印,=GA；G？-=G + G轮°9.【答案】解：(1)由图知，n=2,绳子自由端移动的速度：v=2va=2 >0.4 m/s=0.8 m/s；(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，滑轮组的机械效率：/枭h _ %4F% =% +热浏F + %，代入已知数值得：400JV80%=

30、+ 除,解得动滑轮重力：G 动=100N;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，拉力F=； (Ga+G轮)乏(400N+100N) =250N,即 Fs拉力做功的功率 P=7= r= Fv=250 N X0.8m/s=200Wo答：(1)绳子自由端的速度大小为0.8m/s；(2)动滑轮所受的重力大小为100N；(3)拉力F做功的功率为200W。【解析】(1)由图知，使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端(拉力端)移动的速度等于物体上升速度的2倍；(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，滑轮组的机械效率-卬=3+最,地=6#%，据此列方程求动滑轮重力；(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不

31、计，拉力F=； (Ga+G轮)，(1)求出了拉力端移动的速度，利用 P=Fv求拉力做功的功率。本题考查了速度公式、功率公式、效率公式的应用，关键是利用好两个推导公式：一是吠f年G绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计时滑轮组的机械效率刀飞厂=不读，二是功率推导公式 P=Fv。10.【答案】解：(1)物体浸没在海水中时，排开海水的体积：V诋V=0.lm3,则物体浸没在海水中受到的浮力；F 浮=衡k gV 排=1.0 X03kg/m3>0N/kg><0.1 m3=1000N ；(2)由图知，n=5,物体升高的速度：v 物=.v=. X0.5m/s=0.1 m/s,由题意可得，物体在海底时

32、的深度：h=v物 t=0.im/sX5 ><60s=30m ；(3)物体在海底时受到海水的压强：p= p海k gh=1.0 ¥03kg/m3M0N/kgX30m=3 xi05Pa；(4)物体重力：G = mg= p物gV=7.6 103kg/m3M0N/kg><0.1 m3=7600N,设物体在水中时电动机的功率为Pi,钢丝绳自由端的拉力为Fi,绳自由端的速度vi=0.5m/s,则 Pi=FiVi=Fi X0.5m/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,贝U P2=F2v2=F2X0.49m/s；

33、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i2% ,即：P2=Pi (i+i2%),代入数据可得：F2>0.49m/s=FiX0.5m/s (i+i2%),解得：F2= F i ,由图知，n=5,不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为：-1 -、L1 ,八一、Fi=j (G-F 浮+G 轮),F2行(G + G轮),可得：彳(G+G轮)=彳5 ( G-F浮+G轮),解得：G 轮=8F 浮-G=8Xi000N-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：“才用

34、GF厚7600IV-1000W刀= i-F+G =7600iV-100 0N + 400W X i00%> 94.3%答：(i)物体浸没在海水中受到的浮力为i000N；(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3Xi05Pa；(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%。1豆，利用速度公式求物体【解析】(i)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在海底时的深度；(3)利用p=pgh求物体在海底时受到海水的压强；(4)利用G=mg=pgV求物体重力

35、；设物体在水中电动机的功率为P1，钢丝绳自由端的拉力为Fi, Pi = Fivi；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Fl、F2的大小关系；由图知，n=5,不计绳重和摩擦，拉力 Fi=1 (G-F浮+G轮)，F2=1 (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 本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式 公式、功率公式、效率公式的应用。难点在第四 滑轮重力是关键。速度公式、阿基米德原理、液体压强,利用提供的电动机功率关系求出动,如图所示：由-式，

36、Ga=950N, 邛=95%, Ni： N2=6： 1CO： OB=1： 4, Ge=6440N,11.【答案】 解：分别对物体 A、动滑轮B、GA 95QN 2GTg= =50N+ =95% ,解得：Go=50N；F 浮=200N; Fa1=750N; Fa2=950N; F1二400N; F2=500N,F1： F2=4： 5,G-F 部950iV-200iV甲F二K M1痴瓦福而JI丽=93.75% ；答：(1)物体在水面下受到的浮力200N；(2) F1： F2 的值 4: 5;(3)4的大小为93.75%。【解析】对物体进行受力分析，由平衡条件、效率公式列方程解题。本题难度较大，对物

37、体正确受力分析、应用平衡条件，效率公式即可正确解题。12 .【答案】解：(1)货物的重力： G = mg=45kgX10N/kg=450N ；有用功： W 有用= Gh=450 N X2m=900J;(2)拉力做的总功： W=Pt=120WX10s=1200J；田V年900J滑轮组的机械效率：刀 k 刈00%=五而7 X100%=75% ；(3)由图可知n=3,已知额外功占总功的 20%,则此时的机械效率 打=1-20%=80%；此时的机械效率：城彼嘤=察吟，卜，；11 r 5 r* n ri nr所以提升物体的重力：G=Y' nF=80%< 3X300N=720No答：(1)有

38、用功为900J;(2)滑轮组的机械效率为75%;(3)工人提升货物的重为720N。【解析】(1)知道物体的质量，根据 G=mg计算出重力，再根据 W有用=Gh计算出有用 功；(2)利用WsPt求出总功，根据 刀下二计算机械效率；(3)根据机械效率(80%),拉力F和=萍母=曾!，解得工人提升货物的重。p r q j- S Jr Mrt Ft J"本题考查做功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是根据W - Pt求出总功。13 .【答案】解：(1)物体下降速度为：v= = =1m/s;因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4 X1m/s=4m/s；(

39、2)因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4X3m=12m；放绳子的有用功： W有用= Gh=160N X3m=480 J;放绳子的总功： W总=Fs=50N M2m=600 J；滑轮组的效率： 邛=w M00%=.口口j M00%=80% (3)物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、 绳子的拉力，由F=(G动+G)可得，动滑轮重力：G动=4F-G=4X50N-160N=40N;已知小殳二4： 3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：出J印J X80%=60% ；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功

40、为额外功，则此时滑轮组的机械效率：归 J用二F "-十+；060% ,解得F拉物二60N;完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F绳二F拉物+G动，则人对绳子的拉力：F绳二:(F拉物+G动)二:(60N+40N) =25N,因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N;人的重力为： G 人=m 人 g=50kgM0N/kg=500N,对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。因为物体间力的作用是相互的，则人

41、对地面的压力为525N。答：(1)工人放绳的速度为 4m/so(2)滑轮组的效率 邛为80%；(3)求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力为525N。【解析】(1)根据v=算出物体的速度，根据绳子段数算出工人放绳的速度；HZ1r 年(2)根据W有用=Gh算出有用功，根据 WwFs算出总功；根据 刀守-刈。算出机械 效率；(3)根据入水前的拉力和物体的重力，根据 F= (G动+G)算出动滑轮重力；根据 邛巾=4 : 3算出物体完全浸没水中后滑轮的机械效率Y2根据刀；君X100%表示出对物体的拉力；根据 G=mg算出人的重力，对人受力分析得出人对地面的压力。本题考查了速度、有用功、总功、机械效率

42、公式的应用，滑轮组拉力的计算，其中动滑 轮重力不变是解题的关键，是一道难题。14 .【答案】解：(1) ,.正方体A、B均放置在水平桌面上，- P_5_S_SS_=加，而两物体是同种材料制成的，且Pa: Pb=1： 2,PA 。为 ij 1 _ _ _ = =产日£日M(2)则A、B两物体的体积之比为： 寓-(?) 3- (：) 3 - G mg pVg, 公。也办1A、B两物体的重力之比为：='=.q由图可知 n甲2, n乙3,利用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，拉力F： (G+G动)，Fl （Ga+G 动），F23 （Gb+G 动），U动 1.由即可解得：I.（3）由图

43、（c）可知：LA0.2m,贝U Va （La） 3 （0.2m） 30.008m.根据阿基米德原理可知:F 浮p 水gVA1.0 10 kg/m xi0N/kgXO.008m 80N；A出水前机械效率:邛WT“F50%，第28页，共22页A出水后机械效率： 平G# 4G二75% ,解得:. Ga12ON, G 动240N；利用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，拉力Fh （G+G 动）， A 出水前 F 拉i=1 （Ga+G 动2-F 浮）=| （120N+40N-80N） =20N,A 出水后 F 拉2三（Ga+G 动2）=（120N+40N） =40N,且 G 人=m 人 g=60kg xi

44、0N/kg=600 N;以A和动滑轮2、人为研究对象，A出水前、后受力分析示意图分别为图甲、图乙、图丙、图丁.由图甲、乙:F 支仁G 人-F 拉 i=600N-20N=580N,由图丙、丁： F 支2=G 人-F 拉2=600N-40N=560N,580N 29- _ 一 _I_ _ _ _ 一 一 ,土：F型S60W 洲答：（1） A、B两物体的边长之比 La： Lb为1： 2；（2）动滑轮重与物体 A重之比G动：Ga为1： 4;（3）不计绳重和摩擦，物体 A在露出水面前和完全露出水面后，人对地面的压力之比 是 29： 28.【解析】（1）正方体A、B均放置在水平桌面上，则由固体压强公式p推

45、导出G rrro1 炉q oShap=,=/= /=V=h,两物体是同种材料制成的，知道两物体对桌面的压强之比，利用该公式从而可以计算出 A、B两物体的边长之比，（2）可以计算出体积之比，最后再利用公式G=mg=pvg计算出A、B两物体的重力之比.从图乙可知，利用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动），利用该公式列出一个关于拉力比值的等式，又知道A、B两物体的重力之比，从而可以计算出动滑轮重力G动与A物体重力Ga的比值.（3）根据图象得出物体 A的高度，并求出A的体积，利用F浮=。水gV排求出D浸没在水 中时所受的浮力；先从图象中读出物体 A在露出水面前和完全露出水面后的机械效

46、率，根据不计绳重和摩列出物体A在露出水面前和完全露出水面后的机械效率的表达式，即可分别求出物体 A和动滑轮的重力，然后根据不计绳重和摩擦时拉力F= （G+G动）分别求出拉力，最后分别对物体A和动滑轮2、人为研究对象进行受力分析，根据物体的受力平衡，合力为零即可求出压力之 比.本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件、 效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识求解，关键是对 不同情况进行正确受力分析.15 .【答案】解：（1）对物体做的有用功：W 有用=GAhA=400 N X2m=800J ；(2)由刀为”=80%得拉力做的总功: kV

47、 . -IW息=777=1000J由甲图可知，n=2,则绳端移动的距离：s=2h=2X2m=4m,由亚总=5$可得绳端的拉力(由题知绳子达到最大承受力)：京 LOOOJ4m=250N人对地面的压力：F 压=仃人-F=500N-250N=250N,人对地面产生的压强：F,.-250JVP=E1k6250 Pa；(3)物体B下表面受到水的压力：F下表面二pS=1.5 103Pa>G.2m XQ.2m=60N,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)可彳导,物体 B受到的浮力：F浮=5下表面=60N;(4)在甲图中，不计绳重和摩擦，拉力 F= (G+

48、G轮)，则动滑轮的重力：G 轮=2F-Ga=2 X250N-400N=100N ,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F=1 (F拉+G轮)，则动滑轮受到向下的拉力：F 拉=3F-G 轮=3X250N-100N=650N,根据力的平衡条件可得，物体B所受的重力：Gb=F 拉+F 浮=650N+60N=710N,物体B的质量：Gb 710NmB= = "”=71kg,物体B的体积：VB=0.2m X0.2m XG.2m=0.008m3,物体B的密度：c c 3,3pbT8.9 xi1gxm。答：(1)如甲图所示，将物体 A匀速提高2m,对物体做的有用功

49、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 X03kg/m3。【解析】(1)利用W=Gh求对物体做的有用功；(2)知道滑轮组的机械效率，利用刀1卢求拉力做的总功，由图可知，n=2,则绳端移动的距离 s=2h,再利用 W=Fs求绳端的拉力，即人受到的拉力，人对地面的压力等于人的重力减去拉力，利用pj求人对地面产生的压强；(3)利用F=pS求物体B下表面受到水的压力，利用浮力产生的原因(物体上下表面受到的压力差)求物体 B受到的浮力；(4)在甲图中，不计绳重和摩擦，拉力 F= (G+G轮)，据此求动滑轮的重力;在图乙中，在绳子断裂的瞬间，拉力F=: (F si+G轮)，据此求动滑轮受到向下的拉力，物体B所受重力等于拉力加上浮力，再利用G