中考物理總復(fù)習(xí)《機(jī)械效率計(jì)算題》測(cè)試卷(帶有答案)

中考物理總復(fù)習(xí)《機(jī)械效率計(jì)算題》專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試卷(帶有答案)

學(xué)校:班級(jí)：姓名：考號(hào)：

1.如圖甲所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升重為800N的物體A,在卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力廠(chǎng)的作用下，繩子自由端豎直移動(dòng)

的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中圖線(xiàn)a所示；用該裝置勻速提升物體B時(shí)，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變

化的關(guān)系如圖乙中圖線(xiàn)6所示。已知?jiǎng)踊喪艿降闹亓?00N,在這兩次提升物體的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力廠(chǎng)的功率

保持不變，且不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦。求：

(1)提升物體A時(shí)，繩子自由端的速度;

(2)拉力廠(chǎng)的功率；

(3)物體B受到的重力；

(4)提升物體B時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。

2.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.lm/s

的速度勻速上升，提升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重450N,兩個(gè)滑輪重力相等，不計(jì)滑輪組的繩

重和軸摩擦。求：

(1)繩子自由端受到向下的拉力久

(2)繩子自由端拉力的功率幾

(3)動(dòng)滑輪的重力61方。(畫(huà)出動(dòng)滑輪和物體A整體的受力分析圖)

(4)支架對(duì)定滑輪的拉力。(畫(huà)出定滑輪的受力分析圖)

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3.如圖所示，工地有4t沙子，工人站在水平地面上，用豎直向下的力尸拉動(dòng)繩子自由端，可使重力為400N

的沙子勻速上升。此時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%。已知：兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，麻袋一次可裝重1800N的沙子，麻

袋質(zhì)量、繩重和摩擦不計(jì)。求：

（1）忽略麻袋，將動(dòng)滑輪和沙子視為一個(gè)整體，做受力分析；

（2）勻速提升400N沙子時(shí)，繩子自由端受到的拉力；

（3）動(dòng)滑輪的重力；

（4）若工人重力為700N,支架可承擔(dān)的最大拉力是1600N,繩子和滑輪足夠結(jié)實(shí)。在保證安全的情況下，此

滑輪組一次可以勻速提升沙子的最大重力爆"。

4.如圖甲所示，用卷?yè)P(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力）通過(guò)動(dòng)滑輪提升重力為G=36ON的物體并使其勻速上

升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)動(dòng)滑輪繩子端的拉力為凡平臺(tái)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力為是，拉力尸的功率為R動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為

〃=75%；已知被提升物體移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的重力為G機(jī)=600N,吸盤(pán)和繩子的

質(zhì)量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，g取10N/kg。求：

（1）拉力/的大??；

（2）平臺(tái)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力G；

（3）拉力廠(chǎng)的功率?；

（4）若卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪提升物體的最大重力是Gm=68ON,此時(shí)動(dòng)滑輪提升重物的機(jī)械效率是多少？

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5.如圖所示，放在水平地面上的物體A,質(zhì)量為114kg,物體A與水平地面的接觸面積為1.SXIO'cm'工人師

傅用600N的拉力廠(chǎng)勻速向上提升物體A,物體A上升的速度為0.2m/s。不計(jì)摩擦及繩重，g取10N/kg。求：

(1)工人師傅5s時(shí)間做的功。

(2)提升物體A時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率。

(3)若工人師傅用450N的拉力提升物體A,物體A沒(méi)有被拉動(dòng)，求此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)。

6.如圖所示，體重為600N的小剛用滑輪組提升400N的重物時(shí)，若滑輪組的機(jī)械效率%=80%.不計(jì)繩重和

軸摩擦.求：

/

(1)動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng)；

(2)地面對(duì)小剛的支持力公；

(3)繩子能夠承受的最大拉力吃=200N,滑輪組的最大機(jī)械效率%,.

7.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.2m/s

的速度勻速上升，提升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重540N,該工人重500N,兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等,

不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，計(jì)算：

(1)繩子自由端拉力的功率；

(2)地面對(duì)該工人的支持力；

(3)支架對(duì)定滑輪的拉力。

8.如圖甲所示，是使用動(dòng)滑輪勻速提升物體的裝置圖。如圖乙所示，是提升不同重物時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子豎直向

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上拉力/與卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子速度■的關(guān)系圖像。當(dāng)使用這個(gè)裝置提升重力為500N的物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的

速度為0.2m/s,卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率保持不變。不計(jì)繩重及輪與軸的摩擦。

求：(1)提升物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力司；

(2)動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng);

(3)若用該裝置提升另一物體B時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.4m/s,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率77o

9.如圖所示，置于水平工作臺(tái)面上的卷?yè)P(yáng)機(jī)，其質(zhì)量為50kg,工作時(shí)做功的功率恒為1000W。現(xiàn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)通

過(guò)一個(gè)動(dòng)滑輪勻速豎直提升重為4500N的物體A,經(jīng)過(guò)2s物體A被豎直勻速提升了40cm。不計(jì)繩重和摩擦，取

交10N/kg,求:

(1)滑輪對(duì)物體A做的功；

(2)動(dòng)滑輪的質(zhì)量；

(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；

(4)工作臺(tái)面對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力。

A

10.如圖甲所示的裝置，A是重12N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為120N和50N。質(zhì)量為45kg

的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力廠(chǎng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度y隨時(shí)間大變化關(guān)系如圖丙

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所示。小張同學(xué)與地面的接觸面積為400cm2,忽略繩重及摩擦g取10N7kg。求:

(1)l~2s內(nèi)拉力尸的功率；

(2)動(dòng)滑輪所受的重力；

(3)0~ls內(nèi)人對(duì)地面的壓強(qiáng)；

(4)用此裝置勻速提升重物時(shí)的最大機(jī)械效率。

11.圖甲是用滑輪組勻速提升物體的示意圖，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子豎直向下的拉力戶(hù)與卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度y的關(guān)

系如圖乙所示。當(dāng)使用這個(gè)裝置提升重為850N的物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.2m/s,不計(jì)繩重及摩擦，

卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉動(dòng)繩子的功率保持不變。

(1)求提升物體A時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力用；

(2)求動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng);

(3)若用該裝置提升另一物體B時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.5m/s,求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率(計(jì)算

結(jié)果保留數(shù))

12.用如圖所示的滑輪組，將重為450N的重物勻速提高2m,所用的拉力為200N。不計(jì)繩重和滑輪組的摩擦。

(1)此過(guò)程中人通過(guò)滑輪組所做的總功是多少？機(jī)械效率是多少？

(2)求動(dòng)滑輪的重。

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(3)若小明用此滑輪組以0.2m/s的速度提升某重物，知此時(shí)機(jī)械效率為60%,求此時(shí)拉力的功率。

I

13.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，重為500N的工人用300N豎直向下的拉力拉動(dòng)繩子自由端，使重540N

的物體A勻速上升。已知該工人與水平地面的接觸面積為500cm2,兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦。

求：

(1)畫(huà)出工人的受力分析圖；

(2)該工人對(duì)地面的壓強(qiáng)；

(3)滑輪組的機(jī)械效率；

(4)支架受到滑輪組的拉力。

14.如圖甲所示是某地修建大橋時(shí)使用滑輪組打撈不慎落入水中的柱形石料M的示意圖。在整個(gè)打撈過(guò)程中,

石料以恒定的速度尸0.1m/s上升，石料離開(kāi)水面之后繩子自由端的拉力尸1000N?圖乙是鋼絲繩的拉力7隨時(shí)

間變化的圖象，片0時(shí)刻石料剛好離開(kāi)湖底，g取10N/kg。求：

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(1)石料的質(zhì)量〃；

(2)石料完全浸沒(méi)在水中受到的浮力尸?。?/p>

(3)湖底受到水的壓強(qiáng)0；

(4)石料離開(kāi)水面之后滑輪組的機(jī)械效率no

15.如圖甲是用滑輪組提升貨物的示意圖。在拉力廠(chǎng)的作用下，貨物被勻速豎直提升。此滑輪組的機(jī)械效率77

隨貨物所受重力G物的變化關(guān)系如圖乙所示。g取10N/kg,繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計(jì)。求：

22、、、、、M/%

G

~0100200300400500U物/〃N、

甲乙

(1)貨物所受重力為300N時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率77;

⑵動(dòng)滑輪的質(zhì)量/就

(3)當(dāng)繩子自由端的拉力廣為500N,貨物以0.lm/s的速度被勻速提升時(shí)，拉力廠(chǎng)的功率幾

16.如圖所示，工人站在水平臺(tái)面上用滑輪組提貨物。工人豎直向上拉動(dòng)繩子，使貨物勻速上升。已知工人體

重為600N,貨物重為810N,動(dòng)滑輪重為90N。不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，求：

(1)工人拉繩子的過(guò)程中，工人的拉力公

(2)工人拉繩子的過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率77;

(3)工人拉繩子的過(guò)程中，工人對(duì)水平臺(tái)面的壓力尸聲。

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水平臺(tái)面

I貨物

17.建筑工人用如圖所示的滑輪組提升一堆磚塊，已知托板重200N,動(dòng)滑輪重50N,每個(gè)磚塊重100N,工人的

質(zhì)量是70kg,不計(jì)繩重和輪軸處的摩擦，g<10N/kgo

(1)工人用豎直向下的拉力拉動(dòng)繩子，勻速提升5個(gè)磚塊時(shí)，求：

①工人對(duì)繩子的拉力大小。

②工人對(duì)水平地面的壓力大小。

③滑輪組的機(jī)械效率。(結(jié)果保留整數(shù))

(2)通過(guò)計(jì)算，分析討論該建筑工人用此裝置最多可以提升幾個(gè)磚塊。

18.如圖甲所示的裝置，A是重15N的物體，繩子自由端能承受的最大拉力為45N,施加的拉力F隨時(shí)間變化

關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度y隨時(shí)間大變化關(guān)系如圖丙所示，忽略繩重及摩擦，g取10N/kg。問(wèn)：

(1)第2s內(nèi)拉力戶(hù)的功率為多少？

(2)此裝置勻速提升重物的最大機(jī)械效率為多少？(若除不盡，結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)

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19.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，重為800N的工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使

重為300N的物體以0.2m/s的速度勻速上升。在這個(gè)過(guò)程中，人施加的拉力廠(chǎng)為200N,兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑

輪組的繩重和摩擦。求：

(1)該滑輪組的機(jī)械效率；

(2)拉力/的功率；

(3)動(dòng)滑輪受到的重力；

(4)該工人利用此滑輪組提升不同貨物時(shí)，支架受到滑輪組的最大拉力。

20.如圖所示，建筑工地上有一批建筑材料需要運(yùn)往高處，已知建筑材料的質(zhì)量妹80kg,卷?yè)P(yáng)機(jī)向下拉繩子的

力片500N,建筑材料上升的速度是lm/s,不計(jì)繩重、滑輪與軸之間的摩擦，g取10N/kg。求：

(1)將建筑材料和動(dòng)滑輪看成一個(gè)整體，對(duì)它進(jìn)行受力分析；

(2)動(dòng)滑輪所受的重力C就

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(3)滑輪組的機(jī)械效率n；

(4)卷?yè)P(yáng)機(jī)向下的拉力戶(hù)的功率。

21.如圖所示，質(zhì)量為60kg的工人站在地面上用滑輪組提起重為600N的物體，在物體勻速上升1m的過(guò)程中,

拉力做功800J?；喗M中的繩均沿豎直方向，繩重和摩擦均可忽略不計(jì)，且繩足夠結(jié)實(shí)，取疔10N/kg,求：

(1)滑輪組的機(jī)械效率〃；

(2)地面對(duì)工人的支持力大小廳戈；

(3)工人站在地面上用這個(gè)滑輪組勻速提升不同質(zhì)量物體的過(guò)程中，此滑輪組的最大機(jī)械效率

22.如圖所示，用滑輪組提升質(zhì)量為ZXIO'kg的物體A。物體A以0.Im/s的速度勻速上升的過(guò)程中，電動(dòng)

機(jī)對(duì)繩子自由端拉力的功率恒為2400W,g取ION/kg。求：

(1)物體A受到的重力G-,

(2)電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子自由端的拉力尸；

(3)該滑輪組的機(jī)械效率77?

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/3///戶(hù)////日/////

電動(dòng)機(jī)

j

23.如圖所示，用滑輪組將重為G=1800N的金屬塊打撈出水面，不計(jì)繩重、摩擦和水對(duì)金屬塊的阻力，作用

在繩自由端拉力的功率始終保持1680W,金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)被勻速提起的速度為r,=0.8m/s,金屬塊的密度為

8X103kg/m3,g取10N/kg。求：

（1）金屬塊未露出水面以前的機(jī)械效率;7;

（2）金屬塊被提出水面后勻速上升的速度功（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

\\\\\\\\

24.如圖工人用250N的力戶(hù)將重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m。不計(jì)繩重和摩擦.求:

（1）工人對(duì)物體做的有用功；

（2）拉力廠(chǎng)做功的功率；

（3）若將重為900N的物體提升相同高度，此滑輪組的機(jī)械效率。

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25.小明用如圖所示滑輪組把重600N的物體勻速提高1.5m,所用時(shí)間為9s。

(1)若不計(jì)滑輪重、繩重及輪與軸間的摩擦，求人對(duì)繩的拉力大小產(chǎn)；

(2)求小明提升該物體的過(guò)程中，所做有用功的功率大小產(chǎn)；

(3)若動(dòng)滑輪所受重力為25N,不計(jì)繩重及軸與輪間摩擦，求此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率〃。

參考答案與解析

1.如圖甲所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升重為800N的物體A,在卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力戶(hù)的作用下，繩子自由端豎直移動(dòng)

的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙中圖線(xiàn)a所示；用該裝置勻速提升物體B時(shí)，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變

化的關(guān)系如圖乙中圖線(xiàn)6所示。已知?jiǎng)踊喪艿降闹亓?00N,在這兩次提升物體的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力尸的功率

保持不變，且不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦。求：

(1)提升物體A時(shí)，繩子自由端的速度；

(2)拉力尸的功率；

(3)物體B受到的重力；

(4)提升物體B時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。

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s/cm

卷?yè)P(yáng)機(jī)

Aw\\\W

F

甲

【答案】(1)0.2m/s；(2)100W；(3)3800N；(4)95%

【詳解】(1)由圖甲可知〃=2,由乙圖圖象可知，提升物體A時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離5A=40cm,所用的

時(shí)間〃=2.0s,則繩子自由端的速度為

^^=20cm/s=0.2m/s

以2.0s

(2)不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力

F=1(GA+Ga)=1x(800N+200N)=500N

拉力的功率

-=FVA=500Nx0.2m/s=100W

人?A

(3)由乙圖圖象可知，提升物體B時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離SB=10cm,所用的時(shí)間灰=2.0s,物體B上升

的速度為

SR10cm_.___.

v=—=-------=5cm/s=0.05m/s

BR

tB2.0s

在這兩次提升物體的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力尸的功率保持不變，由尸可得，物體B時(shí)的拉力

P100W

=2000N

vB0.05m/s

由

可得，物體B受到的重力

GB=2"一G動(dòng)=2x2000N-200N=3800N

(4)提升物體B時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率

〃=還＞100%=.==3800N=95%

強(qiáng)B穌

、BsF^nhnFB2x2000N

2.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.lm/s

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的速度勻速上升，提升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重450N,兩個(gè)滑輪重力相等，不計(jì)滑輪組的繩

重和軸摩擦。求：

(1)繩子自由端受到向下的拉力凡

(2)繩子自由端拉力的功率凡

(3)動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)。(畫(huà)出動(dòng)滑輪和物體A整體的受力分析圖)

(4)支架對(duì)定滑輪的拉力7。(畫(huà)出定滑輪的受力分析圖)

【答案】Cl)250N；(2)50W；(3)50N；(4)800N

【詳解】(1)由圖可知，承擔(dān)重物的繩子股數(shù)〃=2,滑輪組的機(jī)械效率

唉FsFxnhnF

則繩子自由端的拉力

G_450N

=250N

nrj2x90%

(2)物體A上升的速度v物二0.lm/s,繩子自由端移動(dòng)的速度

v=ftv物=2x0.1m/s=0.2m/s

繩子自由端拉力的功率

Fv=250Nx0.2m/s=50W

t

(3)不計(jì)滑輪組的繩重和軸摩擦，動(dòng)滑輪和物體A作為一個(gè)整體，受到向上的拉力F拉1、重力的作用，如圖

所示:

由圖知

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%=G"G+G動(dòng)

F也=2F

所以動(dòng)滑輪重力

G動(dòng)=2尸-G=2x250N-450N=50N

(4)定滑輪受力，如圖所示:

支架對(duì)滑輪組的拉力

7=遍2+6定=3尸+6定=3x250N+50N=800N

3.如圖所示，工地有4t沙子，工人站在水平地面上，用豎直向下的力/拉動(dòng)繩子自由端，可使重力為400N

的沙子勻速上升。此時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80虬己知：兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，麻袋一次可裝重1800N的沙子，麻

袋質(zhì)量、繩重和摩擦不計(jì)。求：

(1)忽略麻袋，將動(dòng)滑輪和沙子視為一個(gè)整體，做受力分析；

(2)勻速提升400N沙子時(shí)，繩子自由端受到的拉力；

(3)動(dòng)滑輪的重力；

(4)若工人重力為700N,支架可承擔(dān)的最大拉力是1600N,繩子和滑輪足夠結(jié)實(shí)。在保證安全的情況下，此

滑輪組一次可以勻速提升沙子的最大重力以。

【答案】(1)整體受豎直向下的重力和兩端繩子對(duì)該整體豎直向上的拉力；(2)250N；(3)100N；(4)900N

【詳解】解：(1)忽略麻袋，將動(dòng)滑輪和沙子視為一個(gè)整體，該整體受豎直向下的重力和兩端繩子對(duì)該整體豎

直向上的拉力。由題意可知，該整體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受力平衡，故該整體受到的重力和拉力大小相等，方向相反，

在同一直線(xiàn)上。

W

(2)由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n為2；由葉薩可知，滑輪組的機(jī)械效率

第15頁(yè)共36頁(yè)

W有GhGhG

77=--------------=---------=-------

FsFnhnF

故勻速提升400N沙子時(shí)，繩子自由端受到的拉力

(3)由"P=G+G動(dòng)可知，動(dòng)滑輪的重力

G動(dòng)=nF-G=2x250N-400N=100N

(4)由題意可知，支架可承擔(dān)的最大拉力

%x=G定+3%=1600N

代入數(shù)據(jù)可得

100N+3^=1600N

計(jì)算得施加在繩子上的最大拉力F拉=500N,則此滑輪組一次可以勻速提升沙子的最大重力

G沙=咻-G動(dòng)=3?500N-100N=900N

4.如圖甲所示，用卷?yè)P(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過(guò)動(dòng)滑輪提升重力為G=360N的物體并使其勻速上

升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)動(dòng)滑輪繩子端的拉力為凡平臺(tái)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力為G，拉力尸的功率為戶(hù)，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為

7=75%；已知被提升物體移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的重力為G機(jī)=600N,吸盤(pán)和繩子的

質(zhì)量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，g取10N/kg。求：

(1)拉力戶(hù)的大小；

(2)平臺(tái)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力七；

(3)拉力廣的功率只

(4)若卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪提升物體的最大重力是G.=680N,此時(shí)動(dòng)滑輪提升重物的機(jī)械效率是多少？

0.51.01.52.0t/s

乙

【答案】(1)240N；(2)840N；(3)960W；(4)85%

【詳解】解：(1)由圖甲可知，繩子的段數(shù)為2段，則s=2h,所以

〃=*100%=誓xl00%=磊xl00%=察100%

第16頁(yè)共36頁(yè)

由于動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為n=75%,物體的重力為G=360N,則

^^xl00%=75%

2F

解得：拉力F=240N。

(2)卷?yè)P(yáng)機(jī)受到重力、繩子的拉力和平臺(tái)對(duì)它的支持力，且卷?yè)P(yáng)機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則平臺(tái)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力

F支=。機(jī)+F=600N+240N=840N

(3)2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的高度為4m,則2s內(nèi)繩子移動(dòng)的距離為

s=2X4m=8m

2s內(nèi)拉力做功為

W=Fs=240Nx8m=1920J

拉力F的功率為

P=W=W20J=960W

2s

(4)吸盤(pán)和繩的質(zhì)量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，這種情況下尸=：(G物+G動(dòng))，則G^=nF-G,由于

n=2,則

G項(xiàng)=2F-G=2x240N-360N=120N

若卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪提升物體的最大重力是Gm=680N,此時(shí)動(dòng)滑輪提升重物的機(jī)械效率是

〃'=犀x100%=7G*、X100%=—4_X100%=——X100%=85%

%(G.+G動(dòng)”G.+G動(dòng)680N+120N

5.如圖所示，放在水平地面上的物體A,質(zhì)量為114kg,物體A與水平地面的接觸面積為L(zhǎng)SXlO'cm"工人師

傅用600N的拉力尸勻速向上提升物體A,物體A上升的速度為0.2m/so不計(jì)摩擦及繩重，g取10N/kg?求：

(1)工人師傅5s時(shí)間做的功。

(2)提升物體A時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率。

(3)若工人師傅用450N的拉力提升物體A,物體A沒(méi)有被拉動(dòng)，求此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)。

【答案】(1)1200J；(2)95%；(3)2000Pa

【詳解】解：(1)工人師傅5s時(shí)間做的功

W=Fs=Fvt=600Nx0.2m/sx2x5s=l200J

⑵由

GhG

xlOO%=——

F2h2F

笫17頁(yè)共36頁(yè)

可得，滑輪組的機(jī)械效率為

^=114kgxlQN/kg=95%

nF2x600N

（3）不計(jì)繩重以及摩擦力

T（G+G動(dòng)）

所以動(dòng)滑輪重

G動(dòng)=2月—G=2x600N-1140N=60N

工人師傅拉繩子時(shí)的拉力等于重力

F=450N

因?yàn)?/p>

尸=＜（G+G動(dòng)）

所以繩子對(duì)物體的拉力

F拉=2尸-%=2x450N-60N=840N

物體對(duì)地面的壓力

/=G=G—%=1140N-840N=300N

物體對(duì)地面的壓強(qiáng)

300N

〃-維-=2000Pa

°一S一1(5?lbm42

6.如圖所示，體重為600N的小剛用滑輪組提升400N的重物時(shí)，若滑輪組的機(jī)械效率%=80%.不計(jì)繩重和

（1）動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng)；

（2）地面對(duì)小剛的支持力打；

（3）繩子能夠承受的最大拉力耳“=200N,滑輪組的最大機(jī)械效率%,.

第18頁(yè)共36頁(yè)

【答案】(1)100N(2)500N(3)90%

【詳解】(1).滑輪組的機(jī)械效率為：

.%一%GhG

7/————

現(xiàn)%r+%Gh+GQhG+Go

代入數(shù)據(jù)%=80%,G=400N,即可求出動(dòng)滑輪重力為：

G0=100N；

(2).由圖像可知，繩子股數(shù)n=5,因此拉力F為：

F=1(G+Go)=|(4OON+lOON)=lOON

即繩子對(duì)小剛的拉力為100N,由力的平衡條件可知，此時(shí)地面對(duì)小剛的支持力為：

FN=G人-尸=600N-100N=500N.

G

(3).由推導(dǎo)式〃=而不可知提起的重物重力越大，機(jī)械效率越高，因此，當(dāng)拉力為最大值200N時(shí)，機(jī)械效

率最高，此時(shí)物體重力最大為：

Gm*=5工-G°=5?200N-100N=90(

機(jī)械效率為：

_900N

"maxxl00%=90%

G+G。900N+100N

叫%+%G^h+Goh1mx

7.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.2m/s

的速度勻速上升，提升過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90虹已知物體A重540N,該工人重500N,兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等,

不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，計(jì)算：

(1)繩子自由端拉力的功率；

(2)地面對(duì)該工人的支持力；

(3)支架對(duì)定滑輪的拉力。

【答案】(1)120W；(2)200N；(3)960N

【詳解】解：(1)由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,則滑輪組的機(jī)械效率

W^_GhGhG540N

=90%

W~Fs~F2h―2尸一2F

解得

F=300N

.繩子自由端移動(dòng)的速度

第19頁(yè)共36頁(yè)

S物=2x0.2m/s=0.4m/s

繩子自由端拉力的功率

P=Fv=300Nx0.4m=120W

(2)地面對(duì)該工人的支持力

辱=G-歹=500N-300N=200N

(3)不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，由尸=^(G+G動(dòng))可得，動(dòng)滑輪的重力

n

6動(dòng)=〃方一G=2x300N—540N=60N

由兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等可知，兩個(gè)滑輪的重力也相等，定滑輪的重力

G^=Ga=60N

則支架受到滑輪組的拉力

尸拉=3F+G定=3x300N+60N=960N

8.如圖甲所示，是使用動(dòng)滑輪勻速提升物體的裝置圖。如圖乙所示，是提升不同重物時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子豎直向

上拉力/與卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子速度/的關(guān)系圖像。當(dāng)使用這個(gè)裝置提升重力為500N的物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的

速度為0.2m/s,卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率保持不變。不計(jì)繩重及輪與軸的摩擦。

求：(1)提升物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力用

(2)動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng);

(3)若用該裝置提升另一物體B時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.4m/s,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率

卷?yè)P(yáng)機(jī)

【答案】(1)300N；(2)100N；(3)66.7%

【詳解】解：(1)由圖像可知，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.2m/s,由圖乙可知，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力FA=300N。

(2)由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,動(dòng)滑輪受到的重力

G動(dòng)=nF-G物=2X300N-500N=100N

(3)卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉動(dòng)繩子的功率

P『一月SA

FAVA=300Nx0.2m/s=60W

因卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉動(dòng)繩子的功率保持不變，若用該裝置提升另一物體B時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.4m/s,卷?yè)P(yáng)

機(jī)對(duì)繩子的拉力

P60W

=150N

vB0.4m/s

物體B的重力

GB=nFB-G動(dòng)=2義150NT00N=200N

第20頁(yè)共36頁(yè)

此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率

W總FBxnhnFB2xl50N

9.如圖所示，置于水平工作臺(tái)面上的卷?yè)P(yáng)機(jī)，其質(zhì)量為50kg,工作時(shí)做功的功率恒為1000W?，F(xiàn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)通

過(guò)一個(gè)動(dòng)滑輪勻速豎直提升重為4500N的物體A,經(jīng)過(guò)2s物體A被豎直勻速提升了40cm。不計(jì)繩重和摩擦，取

5=10N/kg,求：

(1)滑輪對(duì)物體A做的功；

(2)動(dòng)滑輪的質(zhì)量；

(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；

(4)工作臺(tái)面對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力。

一人卷?yè)P(yáng)機(jī)

工作臺(tái)

【答案】(1)1800J；(2)50kg；(3)90%；(4)3000N

【詳解】解：(1)滑輪對(duì)物體A做的有用功

W有=611=450(^乂0.4m=1800J

(2)卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力做的總功

W總=Pt=1000WX2s=2000J

則額外功

W額=川總-W有=2000J-1800J=200J

不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力

動(dòng)滑輪的質(zhì)量

(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率

〃=區(qū)xl00%=^^xl00%=90%

(4)卷?yè)P(yáng)機(jī)的重力

G卷=m卷g=50kgX10N/kg=500N

由圖可知n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離

s=nh=2X0.4m=0.8m

卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力

第21頁(yè)共36頁(yè)

F=^=2000J=25()0N

s0.8m

卷?yè)P(yáng)機(jī)受到豎直向下的重力、繩子向下的拉力和工作臺(tái)面對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力的共同作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，由力

的平衡條件可知，工作臺(tái)面對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的支持力

F支=0卷+F=500N+2500N=3000N

10.如圖甲所示的裝置，A是重12N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為120N和50N。質(zhì)量為45kg

的小張同學(xué)將A提升到高處，施加的拉力尸隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度/隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖丙

所示。小張同學(xué)與地面的接觸面積為400cm2,忽略繩重及摩擦g取10N/kg。求：

(1)1~2s內(nèi)拉力廠(chǎng)的功率；

(2)動(dòng)滑輪所受的重力；

(3)0~1s內(nèi)人對(duì)地面的壓強(qiáng)；

(4)用此裝置勻速提升重物時(shí)的最大機(jī)械效率。

【答案】(1)40W；(2)4N；(3)HOOOPa；(4)84%

【詳解】解：(1)由圖知，n=2,在1?2s內(nèi)(第2s內(nèi))A被勻速提升，物體A上升的速度是2.5m/s,由圖乙

可知拉力F拉2=8N,第2s內(nèi)拉力F的功率

P="2曝=8Nx2x2.5m/s=40W

(2)忽略繩重及摩擦，動(dòng)滑輪所受的重力

G動(dòng)-GA=2X8N-12N=4N

(3)人的重力

G人=m人g=45kgX10N/kg=450N

0?Is內(nèi)拉力是10N,第1s內(nèi)人對(duì)地面的壓強(qiáng)

〃二4人-%450N-10N

PSS400xl0^m2=11000Pa

(4)當(dāng)C繩拉力為50N時(shí)，所拉物體最大重力

G最大="%c-G動(dòng)-G籃=2x50N-4N-12N=84N

用此裝置勻速提升重物時(shí)的最大機(jī)械效率

〃=犀x100%=x100%=x100%=84%

叫明4c2X50N

11.圖甲是用滑輪組勻速提升物體的示意圖，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子豎直向下的拉力廠(chǎng)與卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度/的關(guān)

系如圖乙所示。當(dāng)使用這個(gè)裝置提升重為850N的物體A時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.2m/s,不計(jì)繩重及摩擦，

卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉動(dòng)繩子的功率保持不變。

第22頁(yè)共36頁(yè)

(1)求提升物體A時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力A；

(2)求動(dòng)滑輪受到的重力G動(dòng);

(3)若用該裝置提升另一物體B時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度為0.5m/s,求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率(計(jì)算

結(jié)果保留數(shù))

【答案】(1)450N；(2)50N；(3)86%

【詳解】解：(1)由圖像可知

vA=0.2m/s

時(shí)

f；=450N

(2)由

“二G動(dòng)+GA

n

得

Gii=nFA-GA=230N-850N=50N?

(3)由圖像得

vA=0.2m/s

時(shí)

3二450N

所以卷?yè)P(yáng)機(jī)的功率

P=F旌=450N?0.2m/s=90W

卷?yè)P(yáng)機(jī)拉物體B,且拉動(dòng)繩子的速度為0.5m/s時(shí)的拉力

P90W

R=一=------=180N

vB0.5m/s

因此物體B的重力

GB=nFB-Ga=280N-50N=310N?

此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率

第23頁(yè)共36頁(yè)

12.用如圖所示的滑輪組，將重為450N的重物勻速提高2m,所用的拉力為200N。不計(jì)繩重和滑輪組的摩擦。

(1)此過(guò)程中人通過(guò)滑輪組所做的總功是多少？機(jī)械效率是多少？

(2)求動(dòng)滑輪的重。

(3)若小明用此滑輪組以0.2m/s的速度提升某重物，知此時(shí)機(jī)械效率為60%,求此時(shí)拉力的功率。

——

【答案】(1)1200J,75%；(2)150N；(3)75W

【詳解】(1)繩子移動(dòng)的距離為

s繩="5物=3x2m=6m

人通過(guò)滑輪組所做的總功為

町=小繩=200Nx6m=1200J

有用功為

%=G物s物=450Nx2m=900J

機(jī)械效率為

區(qū)=22"=75%

唯1200J

(2)不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，動(dòng)滑輪的重力為

6動(dòng)=〃尸-G物=3x200N-450N=150N

(3)機(jī)械效率為60%時(shí)，所提升物體的重力為

60%

xl50N=225N

1-60%

此時(shí)物體所受的拉力為

片=：(G闌+G3=；x(225N+150N)=125N

此時(shí)拉力的功率為

p=f；v=125Nx3x0.2m/s=75W

第24頁(yè)共36頁(yè)

13.如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，重為500N的工人用300N豎直向下的拉力拉動(dòng)繩子自由端，使重540N

的物體A勻速上升。已知該工人與水平地面的接觸面積為500cm2,兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦。

求：

(1)畫(huà)出工人的受力分析圖;

(2)該工人對(duì)地面的壓強(qiáng)；

(3)滑輪組的機(jī)械效率；

(4)支架受到滑輪組的拉力。

【答案】(1)

尸拉=300N

『00N

A

77777777777777777771

iG=500N

(2)4000Pa；(3)90%；(4)960N

【詳解】解：(1)工人重500N,繩子拉力300N,根據(jù)受力平衡可得，地面支持力

F^=G-Fn=500N-300N=200N

如圖所示：

第25頁(yè)共36頁(yè)

(2)該工人對(duì)地面的壓力等于地面支持力

『七=200N

工人對(duì)地面的壓強(qiáng)

Fs_200N200N

P==4000Pa

S500cm20.05m2

(3)拉動(dòng)滑輪繩子有2段，滑輪組的機(jī)械效率

Gh540N-/J

〃=--=90%

300Nx2/i

(4)以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡

2F『G+G0

可求得滑輪重

Go=2%-G=2x300N-540N=60N

支架受到滑輪組的拉力

F支=3%+G。=3x300N+60N=960N

14.如圖甲所示是某地修建大橋時(shí)使用滑輪組打撈不慎落入水中的柱形石料M的示意圖。在整個(gè)打撈過(guò)程中,

石料以恒定的速度片0.1m/s上升，石料離開(kāi)水面之后繩子自由端的拉力41000N?圖乙是鋼絲繩的拉力7隨時(shí)

間變化的圖象，仁0時(shí)刻石料剛好離開(kāi)湖底，g取10N/kg。求：

(1)石料的質(zhì)量)；

(2)石料完全浸沒(méi)在水中受到的浮力尸浮；

(3)湖底受到水的壓強(qiáng)0；

(4)石料離開(kāi)水面之后滑輪組的機(jī)械效率

第26頁(yè)共36頁(yè)

【答案】(1)160kg；(2)400N；(3)5xlO4Pa；(4)80%

【詳解】解：(1)由圖乙可知，當(dāng)石料離開(kāi)水面后，鋼絲繩的拉力為1600N,石料受到的拉力和重力是一對(duì)平

衡力，故，它受到的重力

G=Tl=1600N

石料的質(zhì)量

G1600N

=160N

g10N/kg

(2)由圖乙可知，石料完全浸沒(méi)在水中受到的拉力為1200N,故它受到的浮力

F浮=G-T2=1600N-1200N=400N

(3)由圖乙知，當(dāng)50s時(shí)，石料離開(kāi)水面，故湖深為

/z=v，=0.1m/sx50s=5m

湖底受到水的壓強(qiáng)

p=pgh=1.0x103kg/m3xlON/kgx5m=5x104Pa

(4)石料離開(kāi)水面之后滑輪組的機(jī)械效率

77=^3-X100%=—X100%=—X100%=X100%=x80%

%FsnF2x1000?/

15.如圖甲是用滑輪組提升貨物的示意圖。在拉力尸的作用下，貨物被勻速豎直提升。此滑輪組的機(jī)械效率n

隨貨物所受重力G物的變化關(guān)系如圖乙所示。g取10N/kg,繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計(jì)。求：

甲

(1)貨物所受重力為300N時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率〃；

⑵動(dòng)滑輪的質(zhì)量卬就

⑶當(dāng)繩子自由端的拉力廠(chǎng)為500N,貨物以0.lm/s的速度被勻速提升時(shí)，拉力戶(hù)的功率A

【答案】⑴75%；(2)10kg；(3)100W

【詳解】(1)如圖乙所示為此滑輪組的機(jī)械效率n隨貨物所受重力G物的變化關(guān)系，可知當(dāng)貨物所受重力為300N

時(shí)，該滑輪組的機(jī)械效率n為75%。

(2)動(dòng)滑輪與兩股繩子接觸，n=2,滑輪組的機(jī)械效率表達(dá)式為

X100%G

7=t^

nF

則繩端拉力為

F=—

nq

當(dāng)該滑輪組的機(jī)械效率n為75%時(shí)，貨物重300N,即

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G_300N

=200N

nrj2x0.75

繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計(jì)時(shí)，由拉力與重物重力、動(dòng)滑輪之間的關(guān)系得

nF=G+G動(dòng)

則動(dòng)滑輪的質(zhì)量為

nF—G2x200N—300N

=10kg

g10N/kg

⑶當(dāng)貨0.Im/s的速度被勻速提升時(shí)，繩子自由端的移動(dòng)速度為

vF=nv

當(dāng)繩子自由端的拉力F為500N,拉力的功率為

P=FVF=Fnv=500Nx2xO.lm/s=100W

16.如圖所示，工人站在水平臺(tái)面上用滑輪組提貨物。工人豎直向上拉動(dòng)繩子，使貨物勻速上升。已知工人體

重為600N,貨物重為810N,動(dòng)滑輪重為90N。不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，求：

(1)工人拉繩子的過(guò)程中，工人的拉力R

(2)工人拉繩子的過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率〃；

(3)工人拉繩子的過(guò)程中，工人對(duì)水平臺(tái)面的壓力尸底。

【答案】(1)300N；(2)90%；(3)900N

【詳解】解：(1)由圖可知，承擔(dān)物重繩子的根數(shù)n=3,工人的拉力

F=-(G+Ga)=1x(810N+90N)=3OON

(2)滑輪組的機(jī)械效率

810N

"區(qū)上=色=旦=90%

W總FsFnhnF3x300N

(3)對(duì)工人進(jìn)行受力分析，此時(shí)人受到向下的重力、繩子向下的拉力和平臺(tái)向上的支持力，因此工人對(duì)水平

臺(tái)面的壓力等于平臺(tái)對(duì)工人向上的支持力，即

F壓=F支=6人+F拉=600N+300N=900N

17.建筑工人用如圖所示的滑輪組提升一堆磚塊，已知托板重200N,動(dòng)滑輪重50N,每個(gè)磚塊重100N,工人

的質(zhì)量是70kg,不計(jì)繩重和輪軸處的摩擦，g取10N/kg。

(1)工人用豎直向下的拉力拉動(dòng)繩子，勻速提升5個(gè)磚塊時(shí)，求：

①工人對(duì)繩子的拉力大小。

②工人對(duì)水平地面的壓力大