戰(zhàn)2025年《二輪核心考點實戰(zhàn)》中考物理二輪專項復習核心考點講解與必刷題型匯編專題12滑輪的受力分析機械效率含答案及解析

專題12滑輪的受力分析機械效率知識點一、滑輪的受力分析（不計繩重和輪與軸之間的摩擦）知識點二、有用功、額外功、總功的定義(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。(2)額外功:利用機械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。知識點三、機械效率定義公式有用功提升重物過程中必須要做的功W有額外功利用機械時，人們不得不額外做的功W額總功有用功和額外功之和W總＝W有＋W額機械效率科學上把有用功跟總功的比值η＝eq\f(W有,W總)×100%知識四、常考機械的有用功、總功、機械效率計算簡單機械有用功總功額外功機械效率杠桿W有用=GhW總=FsW額=W總－W有用η=滑輪組W有用=GhW總=FsW總=Gh+G動h（不計繩重和摩擦）W額=W總－W有用W額=G動h（不計繩重和摩擦）η=η=斜面W有用=GhW總=FlW總=Gh+fl（f為摩擦力）W額=W總－W有用W額=fl（f為摩擦力）η=η=（2023?常德）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物＝200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）A．F甲＝200N，并向上移動4m B．F甲＝100N，并向上移動2m C．F乙＝200N，并向上移動1m D．F乙＝400N，并向上移動1m（2023?達州）搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（）A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機械效率為80% D．物體受到斜面的摩擦力為100N（2023?河南）如圖所示，在200N的拉力F作用下，用滑輪組將重為300N的貨物勻速提升，在20s內(nèi)貨物豎直上升了2m。不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是（）A．滑輪組做的有用功為400J B．拉力F做功的功率為30W C．滑輪組的機械效率為75% D．此滑輪組提升的貨物越輕、機械效率越大（2023?寧夏）某校組織學生參觀軍事博物館，學生發(fā)現(xiàn)潛水艇的形狀如圖甲所示，頭部粗，尾部細，由此提出疑問：若潛水艇頭部細，尾部粗，所受液體阻力是否不同。該同學選取完全相同的模型A和B，按照圖乙組裝并進行探究，所掛重物的質(zhì)量均為0.5kg。（g＝10N/kg）（1）圖乙中兩個滑輪為（選填“定滑輪”或“動滑輪”），作用是；模型所受拉力是N（忽略繩重和摩擦）。（2）探究過程如圖丙所示，t0時刻重物開始下落，t1時刻發(fā)現(xiàn)模型B運動較快，說明模型B在運動過程中，所受液體阻力較。（3）實驗中液體阻力大小是通過模型運動快慢來體現(xiàn)的，這種研究物理問題的方法叫做。（2023?益陽）早在3000年前我們的祖先就設計了結構很合理的轆轤，通常用于從井中提水。如圖所示是古代民間的提水設施轆轤，由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構成。某次取水時井繩拉著質(zhì)量為10kg的水緩慢上升了4m，水桶的質(zhì)量為1kg，在這一過程中，人做的總功為500J。g取10N/kg。求此次取水的過程中：（1）人做的有用功為多少？（2）轆轤的機械效率多大？（3）人克服井繩重力與摩擦阻力做的功是多少？（2023?廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為300cm2，工人對地面的壓強為2.0×104Pa；此工人的質(zhì)量為70kg，兩個動滑輪的質(zhì)量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：（1）工人的手對繩的拉力大??；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大?。唬?）滑輪組在此次工作中的機械效率。（2023?荊州）以“‘荊歌’鐵馬，奔向未來”為主題的2023荊州馬拉松3月26日在荊州體育中心鳴槍起跑。在開賽場地建設過程中，工人利用長度L＝3m的斜面把質(zhì)量為240kg的重物勻速推到h＝1m高處，如圖所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求：（1）推力做的有用功；（2）斜面的機械效率；（3）工人將另一質(zhì)量為300kg的重物勻速推到同一高度，為了省力，換用長度為5m的斜面，此時重物與斜面間的摩擦力與原來的摩擦力之比為6：5，共用時20s，工人推力做功的功率。（2023?江西）如圖所示，利用斜面將箱子推進車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進車廂省力多了。某同學用100N的力沿斜面向上勻速推動箱子，已知箱子質(zhì)量為20kg，斜面長3m，斜面高1.2m，g＝10N/kg。求：（1）箱子受到的重力；（2）箱子受到的摩擦力；（3）斜面的機械效率；（4）使用斜面推箱子時有哪些更省力的方法。（2024?新城區(qū)校級一模）小伍家在修建房屋時，用如圖所示的滑輪組將重為700N的建筑材料，4s內(nèi)勻速提升了2m，所做的額外功是300J。下列說法中正確的是（）A．若讓物體以更大的速度勻速上升，繩端拉力變大 B．改變繞繩方式可以增大滑輪組的機械效率 C．動滑輪所受的重力為150N D．拉力F的功率是425W（2024?福建模擬）如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的機械效率為75%。若人以0.6m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉庫。人拉貨物的過程中，分析正確的是（）A．貨物移動距離為20m B．工人的拉力為400N C．工人做的有用功為3.6×104J D．工人拉力的功率為360W（2023?燈塔市一模）小開用如圖所示的滑輪組提升重為400N的重物，物體在5s內(nèi)勻速上升了2m，該滑輪組的機械效率為80%，在不計繩重與摩擦的情況下，下列說法中正確的是（）A．該動滑輪的重力為80N B．5s內(nèi)拉力一共做功800J C．小開對繩子的拉力大小為250N D．小開對繩子的拉力做功的功率為160W（2023?新吳區(qū)二模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．拉力F為350N B．動滑輪重為50N C．繩子自由端移動的速度為0.5m/s D．該滑輪組的機械效率為83.3%（2024?雁塔區(qū)校級一模）如圖為某臺起重機上的滑輪組簡化裝置，虛線框內(nèi)是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為27kg的物體所用的拉力為100N，不計繩重和摩擦，g取10N/kg，則下列說法正確的是（）A．滑輪組中承擔物體和動滑輪總重力的繩子股數(shù)是2股 B．該滑輪組的機械效率為60% C．該滑輪組中動滑輪重30N D．若繩端移動速度為0.1m/s，則動滑輪上升速度為0.3m/s（2023?錫山區(qū)一模）如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度。若G1＝G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦），則下列選項正確的是（）A．F1＞F2η1＜η2P1＜P2 B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2 C．F1＜F2η1＜η2P1＜P2 D．F1＜F2η1＞η2P1＞P2（2023?福田區(qū)模擬）如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．動滑輪重為40N B．繩子自由端移動的速度為0.5m/s C．拉力做功功率為300W D．該滑輪組的機械效率為83.3%（2023?雨城區(qū)校級模擬）在勞動實踐中，小孫在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。已知斜面長L＝6m，斜面高h＝1.5m，斜面的機械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機械效率將升高（2023?六安模擬）如圖所示，重為G的物體在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。已知斜面的長為s、高為h，物體從斜面底端勻速運動到頂端的過程中，斜面對物體的摩擦力大小為f，關于該過程，下列判斷正確的是（）A．拉力做的有用功為fs B．拉力做的總功為Gh C．斜面對物體的摩擦力大小為f＝F?G?D．斜面的機械效率為G?（2023?零陵區(qū)校級模擬）工人要把一個質(zhì)量為120kg的重物搬到1m高的車上。為了省力采用3m長的木板搭了一個斜面，如圖所示，他在5s內(nèi)用500N的力將重物勻速推到車上（g取10N/kg）。下列說法正確的是（）A．重物受到的摩擦力為300N B．他做功的功率為240W C．他做的有用功為1500J D．該斜面裝置的機械效率為80%（2024?邵東市模擬）如圖所示，小海用一個動滑輪提著重物向上做勻速直線運動。物體上升2m時，繩子自由端移動的距離是m。若不計繩重及摩擦，小海用此裝置拉動不同物體勻速上升時，測出拉力F和物重G的大小并畫出二者的關系圖象，當物重為30N時，此滑輪的機械效率是。（2023?東明縣一模）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是（選填“A”或“B”），3s內(nèi)對物體做的有用功為J。（2023?杜爾伯特縣二模）（1）如圖所示，是汽車進行風洞實驗，將汽車固定在風洞中，用吹風機對著汽車高速送風，汽車相對于風洞中的空氣是（選填“運動”或“靜止”）的，此時汽車氣體對汽車的壓強大（選填“上方”或“下方”）。（2）如圖，小明將一個重為200N的小車以0.2m/s的速度從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為120N，小車沿斜面移動的距離s＝2m，上升的高度h＝1m。在此過程中拉力的功率為W，斜面的機械效率為（保留一位小數(shù)），摩擦力大小為N。（2023?綿陽模擬）《天工開物》是我國古代的科學著作，書中記載著大量的古代農(nóng)業(yè)機械。其中描述了筒車這樣一種以水流作動力，用來取水的機械，如圖所示。若接水槽離取水處高3m，水輪上有12個取水筒，一個取水筒每次可取水5kg，筒車旋轉一周所用時間為60s。水流沖擊的機械能轉化為筒車轉動的機械能和提水的。若水流沖擊筒車的功率為50W，求筒車旋轉一周取水的機械效率是%。（2023?如東縣二模）如圖所示，2s內(nèi)拉力F1將物體B勻速提升0.5m，F(xiàn)1做功為3J；若借助滑輪組，在相同時間內(nèi)拉力F2把物體B勻速提升相同高度，滑輪組的機械效率為75%，不計繩重和摩擦，物體B的質(zhì)量為kg，拉力F2做功的功率為W，動滑輪的重為N（g取10N/kg）。（2023?常熟市一模）在“探究斜面的機械效率”實驗中，小明猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關，小聰猜想可能跟斜面的傾斜程度有關。如圖是他們設計的實驗裝置，下表是其中一位同學在其他條件一定時的實驗數(shù)據(jù)。（1）表格中第三次實驗的機械效率為（結果保留一位小數(shù)），分析表中信息可知該實驗是探究（選填“小明”或“小聰”）的猜想，結論是：在其他條件一定時，斜面，機械效率越高；實驗序號斜面的傾斜程度物塊的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面長s/m機械效率1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.51（2）另一位同學為探究自己的猜想，設計了如下步驟。①把一塊長木板的一端墊高，構成一個斜面；②用彈簧測力計沿斜面把一木塊拉上去，進行相關測量，計算出斜面的機械效率；③保持斜面的不變，改變斜面的，再進行相關測量，并計算出斜面的機械效率；④比較兩次的大小，即可初步驗證猜想是否正確。（2023?丹東校級二模）在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小彤用同一滑輪組進行了三次實驗如圖所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如表：次數(shù)物重/N物體上升距離/cm測力計示數(shù)/N測力計上升距離/cm機械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）實驗中要豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升。（2）表格中第3次實驗的機械效率為。（百分數(shù)前保留一位小數(shù)）（3）分析表中數(shù)據(jù)可以得出結論：同一滑輪組的機械效率與有關。（4）根據(jù)實驗結論，若該滑輪組提升物體時機械效率為92.1%，物體的重力可能為。（填字母符號）A.1NB.3NC.5ND.8N（5）小彤改變動滑輪重，提升同一物體多次實驗，根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制出圖象丁。由圖象可知：被提升物體重力相同時，動滑輪越重，滑輪組機械效率越（填“高”或“低”）。（6）根據(jù)所學知識，滑輪組的機械效率還與繩重和摩擦有關，分析圖象丁中的A點可知，被提升物體所受的重力一定（填“小于”、“等于”或“大于”）40N。（2023?沈陽三模）如圖甲所示，鄰居大叔正吃力的把一重物送往高臺，放學回家的小明看見后急忙前去幫忙，他找來一塊木板，搭成如圖乙所示的斜面，結果輕松地把重物推到了高臺上。如圖乙所示，小明用10s沿斜面把一箱貨物從底端勻速推到頂端，推力為500N，斜面長3m、高1m，貨物質(zhì)量為120kg。（g取10N/kg）求：（1）推力的功率多大？（2）斜面的機械效率是多少？（3）重物受到斜面的摩擦力是多大？（2023?石家莊三模）如圖甲所示，用滑輪組拉重物體A沿水平方向勻速運動，物體A受到地面的摩擦阻力為物重的0.5倍，滑輪組的機械效率隨物體重力變化的圖像如圖乙所示。滑輪組的機械效率為80%時，物體A以0.2m/s的速度勻速運動，人對地面的壓強為1.25×104Pa。不計繩重、滑輪軸處摩擦，繞滑輪組的繩子承受最大力為600N，人雙腳與地的接觸面積為300cm2。求：（1）動滑輪的重力；（2）滑輪組的機械效率為80%時，拉力的功率；（3）該滑輪組的最大機械效率。（2023?南皮縣校級模擬）小熊在課外實踐活動中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動放在樹下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100N開始逐漸增加，每次物體被拉動的距離均為1m。根據(jù)測量結果畫出了該滑輪組機械效率與物體受到摩擦力大小變化的關系圖象，如圖乙所示。若不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當物體受到的摩擦力為100N時，求：動滑輪的重力？（2）當滑輪組的機械效率為75%，物體以0.1m/s的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當物體與地面的摩擦力為1500N時，體重為500N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動物體嗎？用計算結果說明。

專題12滑輪的受力分析機械效率知識點一、滑輪的受力分析（不計繩重和輪與軸之間的摩擦）知識點二、有用功、額外功、總功的定義(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。(2)額外功:利用機械時，人們不得不額外做的功，用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動力)對動滑輪(機械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。知識點三、機械效率定義公式有用功提升重物過程中必須要做的功W有額外功利用機械時，人們不得不額外做的功W額總功有用功和額外功之和W總＝W有＋W額機械效率科學上把有用功跟總功的比值η＝eq\f(W有,W總)×100%知識四、?？紮C械的有用功、總功、機械效率計算簡單機械有用功總功額外功機械效率杠桿W有用=GhW總=FsW額=W總－W有用η=滑輪組W有用=GhW總=FsW總=Gh+G動h（不計繩重和摩擦）W額=W總－W有用W額=G動h（不計繩重和摩擦）η=η=斜面W有用=GhW總=FlW總=Gh+fl（f為摩擦力）W額=W總－W有用W額=fl（f為摩擦力）η=η=（2023?常德）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物＝200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）A．F甲＝200N，并向上移動4m B．F甲＝100N，并向上移動2m C．F乙＝200N，并向上移動1m D．F乙＝400N，并向上移動1m【解答】解：AB、圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲=12G物CD、圖乙是動滑輪，由圖可知，G物=12F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移動的距離為s'=1故選：D。（2023?達州）搬運工人為了將笨重的物體裝進汽車車廂，常使用如圖所示的裝置把物體從斜面底端勻速推上頂端，已知斜面長5m，高2m，物體重1000N，沿斜面向上的推力為500N，則下列判定不正確的是（）A．物體在斜面上運動的過程中受3個力的作用，合力為0 B．推力所做的功是2500J C．斜面的機械效率為80% D．物體受到斜面的摩擦力為100N【解答】解：A、把物體從斜面底端勻速推上頂端，物體受到沿斜面向下的摩擦力，受重力、支持力、推力和摩擦力4個力作用，合力為0，故A錯誤；B、總功為：W總＝Fs＝500N×5m＝2500J，故B正確；C、有用功：W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J；機械效率為：η=W有WD、額外功W額＝W總﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J，貨物受到斜面對它的摩擦阻力f=W故選：A。（2023?河南）如圖所示，在200N的拉力F作用下，用滑輪組將重為300N的貨物勻速提升，在20s內(nèi)貨物豎直上升了2m。不計繩重及滑輪上的摩擦。下列說法正確的是（）A．滑輪組做的有用功為400J B．拉力F做功的功率為30W C．滑輪組的機械效率為75% D．此滑輪組提升的貨物越輕、機械效率越大【解答】解：A、拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×2m＝600J，故A錯誤；B、由圖可知n＝2，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×2m＝4m，拉力做的總功：W總＝Fs＝200N×4m＝800J，拉力做功的功率：P=WC、滑輪組的機械效率：η=W有WD、由不計繩重和摩擦時η=W故選：C。（2023?寧夏）某校組織學生參觀軍事博物館，學生發(fā)現(xiàn)潛水艇的形狀如圖甲所示，頭部粗，尾部細，由此提出疑問：若潛水艇頭部細，尾部粗，所受液體阻力是否不同。該同學選取完全相同的模型A和B，按照圖乙組裝并進行探究，所掛重物的質(zhì)量均為0.5kg。（g＝10N/kg）（1）圖乙中兩個滑輪為（選填“定滑輪”或“動滑輪”），作用是；模型所受拉力是N（忽略繩重和摩擦）。（2）探究過程如圖丙所示，t0時刻重物開始下落，t1時刻發(fā)現(xiàn)模型B運動較快，說明模型B在運動過程中，所受液體阻力較。（3）實驗中液體阻力大小是通過模型運動快慢來體現(xiàn)的，這種研究物理問題的方法叫做?！窘獯稹拷猓海?）圖乙中兩個滑輪使用時，軸的位置固定不動，是定滑輪，作用是改變力的方向；使用定滑輪不省力，因此模型所受拉力是：F＝G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；（2）所掛重物的質(zhì)量相等，模型所受拉力相等，重物同時開始下落，一段時間后發(fā)現(xiàn)模型B運動較快，說明模型B在運動過程中，所受液體阻力較??；（3）實驗中液體阻力大小不易直接測量，是通過模型運動快慢來體現(xiàn)的，這種研究物理問題的方法叫做轉換法。故答案為：（1）定滑輪；改變力的方向；5；（2）?。唬?）轉換法。（2023?益陽）早在3000年前我們的祖先就設計了結構很合理的轆轤，通常用于從井中提水。如圖所示是古代民間的提水設施轆轤，由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構成。某次取水時井繩拉著質(zhì)量為10kg的水緩慢上升了4m，水桶的質(zhì)量為1kg，在這一過程中，人做的總功為500J。g取10N/kg。求此次取水的過程中：（1）人做的有用功為多少？（2）轆轤的機械效率多大？（3）人克服井繩重力與摩擦阻力做的功是多少？【解答】解：（1）拉著質(zhì)量為10kg的水緩慢上升了4m，水的重力G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N，做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J；（2）轆轤的機械效率η=W（3）此過程的額外功W額＝W總﹣W有用＝500J﹣400J＝100J；額外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功，對水桶做的額外功：W額桶＝G桶h桶＝m桶gh桶＝1kg×10N/kg×4m＝40J；克服井繩重力與摩擦阻力做的功：W額余＝W額﹣W額桶＝100J﹣40J＝60J。答：（1）人做的有用功為400J；（2）轆轤的機械效率80%；（3）人克服井繩重力與摩擦阻力做的功是60J。（2023?廣元）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個工件沿水平地面勻速拉動到加工點。拉動過程中，工人對繩的拉力始終沿豎直方向，工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為300cm2，工人對地面的壓強為2.0×104Pa；此工人的質(zhì)量為70kg，兩個動滑輪的質(zhì)量共為10kg，繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計，g取10N/kg。求：（1）工人的手對繩的拉力大小；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力的大??；（3）滑輪組在此次工作中的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）工人的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，由p=FS可知，工人對地面的壓力：F壓＝pS＝2.0×104Pa×300×10﹣4m由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力：F支＝F壓＝600N，由力的平衡條件可知，工人的手對繩的拉力：F＝G﹣F支＝700N﹣600N＝100N；（2）兩個動滑輪的重力：G動＝m動g＝10kg×10N/kg＝100N，由圖可知n＝4，因為不計繩重和摩擦時F=1n（f+G動），所以地面對工件摩擦力：f＝nF﹣G（3）滑輪組的機械效率：η=W答：（1）工人的手對繩的拉力大小為100N；（2）工件移動過程中，地面對工件摩擦力為300N；（3）滑輪組在此次工作中的機械效率為75%。（2023?荊州）以“‘荊歌’鐵馬，奔向未來”為主題的2023荊州馬拉松3月26日在荊州體育中心鳴槍起跑。在開賽場地建設過程中，工人利用長度L＝3m的斜面把質(zhì)量為240kg的重物勻速推到h＝1m高處，如圖所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求：（1）推力做的有用功；（2）斜面的機械效率；（3）工人將另一質(zhì)量為300kg的重物勻速推到同一高度，為了省力，換用長度為5m的斜面，此時重物與斜面間的摩擦力與原來的摩擦力之比為6：5，共用時20s，工人推力做功的功率。【解答】解：（1）提升貨物時做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×1m＝2400J；（2）推力做的總功：W總＝Fs＝1000N×3m＝3000J，斜面的機械效率：η=W（3）此過程的額外功：W額＝W總﹣W有用＝3000J﹣2400J＝600J，由W額＝fs得貨物與斜面間的摩擦力：f=W工人將另一質(zhì)量為300kg的重物勻速推到同一高度，為了省力，換用長度為5m的斜面，此時重物與斜面間的摩擦力與原來的摩擦力之比為6：5，即f'=6有用功：W'有用＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×1m＝3000J；額外功W'額＝fs＝240N×5m＝1200J；則總功W總＝W有用+W額＝3000J+1200J＝4200J；推力做功的功率P=W答：（1）提升貨物做的有用功為2400J；（2）斜面的機械效率為80%；（3）推力做功的功率210W。（2023?江西）如圖所示，利用斜面將箱子推進車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進車廂省力多了。某同學用100N的力沿斜面向上勻速推動箱子，已知箱子質(zhì)量為20kg，斜面長3m，斜面高1.2m，g＝10N/kg。求：（1）箱子受到的重力；（2）箱子受到的摩擦力；（3）斜面的機械效率；（4）使用斜面推箱子時有哪些更省力的方法。【解答】解：（1）箱子受到的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；（2）推力所做的總功：W總＝Fs＝100N×3m＝300J，推力做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.2m＝240J，沿斜面推動箱子，克服斜面對箱子的摩擦力做的功是額外功，W額＝W總﹣W有＝300J﹣240J＝60J，由W額＝fs可得箱子受到的摩擦力：f=W（3）斜面的機械效率：η=W有用W（4）減小斜面的坡度、減小斜面的粗糙程度，都可以省力。答：（1）箱子受到的重力為200N；（2）箱子受到的摩擦力為20N；（3）斜面的機械效率為80%；（4）減小斜面的坡度、減小斜面的粗糙程度，都可以省力。（2024?新城區(qū)校級一模）小伍家在修建房屋時，用如圖所示的滑輪組將重為700N的建筑材料，4s內(nèi)勻速提升了2m，所做的額外功是300J。下列說法中正確的是（）A．若讓物體以更大的速度勻速上升，繩端拉力變大 B．改變繞繩方式可以增大滑輪組的機械效率 C．動滑輪所受的重力為150N D．拉力F的功率是425W【解答】解：AB、增大提升的物重，有用功增大，而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值增大，滑輪組的機械效率增大；而增大物體提升高度、增大勻速拉繩的速度、改變繞繩方式，不會改變滑輪組的機械效率，故AB錯誤；C、若不計摩擦力時，動滑輪做的功為額外功，由W額＝G動h得動滑輪所受的重力為：G動=WD、有用功為：W有用＝Gh＝700N×2m＝1400J，總功為：W總＝W有用+W額＝1400J+300J＝1700J，拉力F的功率是：P=W故選：D。（2024?福建模擬）如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的機械效率為75%。若人以0.6m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉庫。人拉貨物的過程中，分析正確的是（）A．貨物移動距離為20m B．工人的拉力為400N C．工人做的有用功為3.6×104J D．工人拉力的功率為360W【解答】解：A、由v=ss＝vt＝0.6m/s×100s＝60m，由圖可知n＝2，貨物移動距離：s物=sC、貨物的重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，由題意可知，貨物所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，則貨物受到的摩擦力：f＝0.1G＝0.1×6000N＝600N，工人做的有用功：W有＝fs物＝600N×30m＝1.8×104J，故C錯誤；B、由η=WW總=W有η由W總＝Fs可知，工人的拉力：F=WD、工人拉力的功率：P=W故選：B。（2023?燈塔市一模）小開用如圖所示的滑輪組提升重為400N的重物，物體在5s內(nèi)勻速上升了2m，該滑輪組的機械效率為80%，在不計繩重與摩擦的情況下，下列說法中正確的是（）A．該動滑輪的重力為80N B．5s內(nèi)拉力一共做功800J C．小開對繩子的拉力大小為250N D．小開對繩子的拉力做功的功率為160W【解答】解：B．滑輪組提升重物，做的有用功為W有＝Gh＝400N×2m＝800J；拉力一共做功W總D．拉力做功的功率為P=WC．繩子移動的距離為s＝nh＝2×2m＝4m，拉力大小為F=WA．該動滑輪的重力為G動＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故A錯誤。故選：C。（2023?新吳區(qū)二模）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．拉力F為350N B．動滑輪重為50N C．繩子自由端移動的速度為0.5m/s D．該滑輪組的機械效率為83.3%【解答】解：A．由圖乙可知，在20s內(nèi)拉力F做的功：W總＝6000J，由圖甲可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×10m＝20m，由W總＝Fs可得，拉力：F=WB．忽略繩重及摩擦，由F=1n（G+G動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，故B正確；C．繩子自由端移動的速度：v=sD．拉力做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑輪組的機械效率：η=W有W故選：B。（2024?雁塔區(qū)校級一模）如圖為某臺起重機上的滑輪組簡化裝置，虛線框內(nèi)是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為27kg的物體所用的拉力為100N，不計繩重和摩擦，g取10N/kg，則下列說法正確的是（）A．滑輪組中承擔物體和動滑輪總重力的繩子股數(shù)是2股 B．該滑輪組的機械效率為60% C．該滑輪組中動滑輪重30N D．若繩端移動速度為0.1m/s，則動滑輪上升速度為0.3m/s【解答】解：A、物體重力為G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N，所用的拉力為100N，說明承擔物體重力的繩子股數(shù)至少是3股，而虛線框內(nèi)是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組，因此繩子股數(shù)是3股，故A錯誤；B、該滑輪組的機械效率為：η=WC、不計繩重和摩擦，根據(jù)F=1n（G+GG動＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N，故C正確；D、根據(jù)v繩＝nv物可知，動滑輪上升速度為：v物=1nv繩故選：C。（2023?錫山區(qū)一模）如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度。若G1＝G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦），則下列選項正確的是（）A．F1＞F2η1＜η2P1＜P2 B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2 C．F1＜F2η1＜η2P1＜P2 D．F1＜F2η1＞η2P1＞P2【解答】解：（1）不計繩重及摩擦，因為拉力F=1n（G+G動），n1＝2，n2＝3，所以繩子受到的拉力分別為：F1=12（G1+G動），F(xiàn)2=13（G2+G動），G1＝G（2）因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G輪h，W有用＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；由η=W有用W總×100%可知，機械效率相同，η又因為所用時間相同，由P=Wt可知，拉力做功的功率P1＝P故選：B。（2023?福田區(qū)模擬）如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．動滑輪重為40N B．繩子自由端移動的速度為0.5m/s C．拉力做功功率為300W D．該滑輪組的機械效率為83.3%【解答】解：AC．由圖甲可知n＝2，則物體M沿豎直方向勻速提升10m時，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×10m＝20m，由圖乙可知，在20s內(nèi)拉力F做的功：W總＝6000J，由W總＝Fs可得，繩子自由端的拉力為：F=W忽略繩重及摩擦，由F=1n（G+G動）可得，動滑輪的重力：G拉力做功的功率為：P=WB．繩子自由端移動的速度：v=sD．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑輪組的機械效率：η=W有W故選：C。（2023?雨城區(qū)校級模擬）在勞動實踐中，小孫在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力將重G＝600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。已知斜面長L＝6m，斜面高h＝1.5m，斜面的機械效率η＝60%。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動貨物所用推力大小為150N B．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 C．貨物受到斜面的摩擦力大小為250N D．若h不變、減小L，則斜面的機械效率將升高【解答】解：A、有用功W有用＝Gh＝600N×1.5m＝900J，總功W總=W小孫推動貨物所用推力F推=WB、滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，若增大推行速度，貨物對斜面的壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，則貨物受到的摩擦力將不變，故B錯誤；C、額外功W額外＝W總﹣W有用＝1500J﹣900J＝600J，貨物受到斜面的摩擦力f=WD、若h不變、減小L，物體對斜面的壓力減小，斜面對物體的摩擦力減小，額外功減小，有用功不變，根據(jù)W總＝W有用+W額外可知，總功減小，根據(jù)η=W故選：D。（2023?六安模擬）如圖所示，重為G的物體在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。已知斜面的長為s、高為h，物體從斜面底端勻速運動到頂端的過程中，斜面對物體的摩擦力大小為f，關于該過程，下列判斷正確的是（）A．拉力做的有用功為fs B．拉力做的總功為Gh C．斜面對物體的摩擦力大小為f＝F?G?D．斜面的機械效率為G?【解答】解：A、拉力做的有用功W有用＝Gh，額外功W額＝fs，故A錯誤；B、拉力做的總功為W總＝Fs，故B錯誤；C、因為W總＝W有用+W額，即Fs＝Gh+fs，摩擦力f=Fs?G?s=D、斜面的機械效率η=W故選：C。（2023?零陵區(qū)校級模擬）工人要把一個質(zhì)量為120kg的重物搬到1m高的車上。為了省力采用3m長的木板搭了一個斜面，如圖所示，他在5s內(nèi)用500N的力將重物勻速推到車上（g取10N/kg）。下列說法正確的是（）A．重物受到的摩擦力為300N B．他做功的功率為240W C．他做的有用功為1500J D．該斜面裝置的機械效率為80%【解答】解：（1）工人做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝120kg×10N/kg×1m＝1200J，故C錯誤；（2）工人做的總功：W總＝Fs＝500N×3m＝1500J，斜面的機械效率：η=W（3）克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝1500J﹣1200J＝300J，由W額＝fs可得物體與斜面間的摩擦力：f=W（4）工人做功功率：P=W故選：D。（2024?邵東市模擬）如圖所示，小海用一個動滑輪提著重物向上做勻速直線運動。物體上升2m時，繩子自由端移動的距離是m。若不計繩重及摩擦，小海用此裝置拉動不同物體勻速上升時，測出拉力F和物重G的大小并畫出二者的關系圖象，當物重為30N時，此滑輪的機械效率是?！窘獯稹拷猓河蓤D可知n＝2，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×2m＝4m；由圖象可知，當物體重力G＝30N時，繩子自由端的拉力F＝20N，因為不計繩重和摩擦時F=1n（G+G動），所以動滑輪的重力：G因為不計繩重和摩擦，所以滑輪的機械效率：η=W故答案為：4；75%。（2023?東明縣一模）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是（選填“A”或“B”），3s內(nèi)對物體做的有用功為J?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，n＝3，則拉力端移動距離s＝3h，所以圖乙中上面的傾斜直線A是繩子自由端運動的s﹣t圖像，而下面的傾斜直線B是物體運動的s﹣t圖像；（2）由圖乙可知，t＝3s時，物體運動的高度h＝1.5m，對物體做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。故答案為：A；300。（2023?杜爾伯特縣二模）（1）如圖所示，是汽車進行風洞實驗，將汽車固定在風洞中，用吹風機對著汽車高速送風，汽車相對于風洞中的空氣是（選填“運動”或“靜止”）的，此時汽車氣體對汽車的壓強大（選填“上方”或“下方”）。（2）如圖，小明將一個重為200N的小車以0.2m/s的速度從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為120N，小車沿斜面移動的距離s＝2m，上升的高度h＝1m。在此過程中拉力的功率為W，斜面的機械效率為（保留一位小數(shù)），摩擦力大小為N。【解答】解：（1）以風洞中的空氣為參照物，汽車相對于風洞中的空氣的位置發(fā)生了改變，所以汽車是運動的；風高速吹來時，因車身的形狀是“上凸下平”的，在相同時間內(nèi)空氣通過汽車上方的路程大，根據(jù)流體壓強和流速的關系可知，汽車上方的空氣流速大、壓強小，而汽車下方的空氣流速小、壓強大。（2）解：拉力的功率：P=W克服物體重力做的有用功：W有＝Gh＝200N×1m＝200J，拉力做的總功：W總＝Fs＝120N×2m＝240J，斜面的機械效率：η=W克服摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有＝240J﹣200J＝40J，由W額＝fs可得，摩擦力：f=W故答案為：（1）運動；下方；（2）24；83.3%；20。（2023?綿陽模擬）《天工開物》是我國古代的科學著作，書中記載著大量的古代農(nóng)業(yè)機械。其中描述了筒車這樣一種以水流作動力，用來取水的機械，如圖所示。若接水槽離取水處高3m，水輪上有12個取水筒，一個取水筒每次可取水5kg，筒車旋轉一周所用時間為60s。水流沖擊的機械能轉化為筒車轉動的機械能和提水的。若水流沖擊筒車的功率為50W，求筒車旋轉一周取水的機械效率是%?！窘獯稹拷猓核鳑_擊的機械能，使水的高度增大，重力勢能增大，即水流沖擊的機械能轉化為筒車轉動的機械能和提水的重力勢能。水流沖擊筒車的功率為50W，水流所做的功為W＝Pt＝50W×60s＝3000J，該筒車旋轉一周提升水的質(zhì)量為m＝12×5kg＝60kg；對水所做的功W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×3m＝1800J，筒車旋轉一周取水的機械效率為η=W故答案為：重力勢能；60。（2023?如東縣二模）如圖所示，2s內(nèi)拉力F1將物體B勻速提升0.5m，F(xiàn)1做功為3J；若借助滑輪組，在相同時間內(nèi)拉力F2把物體B勻速提升相同高度，滑輪組的機械效率為75%，不計繩重和摩擦，物體B的質(zhì)量為kg，拉力F2做功的功率為W，動滑輪的重為N（g取10N/kg）?！窘獯稹拷猓豪1將物體B勻速提升過程中克服重力做功，根據(jù)W＝F1h＝Gh可知，物體B的重力為：G=W物體B的質(zhì)量為：m=G（2）在相同時間內(nèi)拉力F2把物體B勻速提升相同高度，滑輪組克服物體B的重力做功與拉力F1將物體B勻速提升過程中克服重力做功相等，即W有＝W＝3J，根據(jù)η=WW總=W則拉力F2做功的功率為：P=W不計繩重和摩擦，根據(jù)η=WG動=Gη?故答案為：0.6；2；2。（2023?常熟市一模）在“探究斜面的機械效率”實驗中，小明猜想斜面的機械效率可能跟斜面的粗糙程度有關，小聰猜想可能跟斜面的傾斜程度有關。如圖是他們設計的實驗裝置，下表是其中一位同學在其他條件一定時的實驗數(shù)據(jù)。（1）表格中第三次實驗的機械效率為（結果保留一位小數(shù)），分析表中信息可知該實驗是探究（選填“小明”或“小聰”）的猜想，結論是：在其他條件一定時，斜面，機械效率越高；實驗序號斜面的傾斜程度物塊的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面長s/m機械效率1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.51（2）另一位同學為探究自己的猜想，設計了如下步驟。①把一塊長木板的一端墊高，構成一個斜面；②用彈簧測力計沿斜面把一木塊拉上去，進行相關測量，計算出斜面的機械效率；③保持斜面的不變，改變斜面的，再進行相關測量，并計算出斜面的機械效率；④比較兩次的大小，即可初步驗證猜想是否正確?！窘獯稹拷猓海?）第三次實驗的機械效率為：η=W由表中實驗數(shù)據(jù)可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的傾斜程度不同，因此該實驗探究的是機械效率與斜面傾斜程度的關系，驗證的是小聰?shù)牟孪?；由表中實驗?shù)據(jù)可知，在其它條件不變的情況下，斜面越陡斜面的機械效率越高，斜面越陡越費力。（2）小明要做驗證他的猜想﹣﹣機械效率與粗糙程度的關系，就應控制物塊重力和斜面傾斜程度不變而改變斜面的粗糙程度；實驗步驟為：①把一塊長木板的一端墊高，構成一個斜面。②用彈簧測力計沿斜面把一木塊勻速拉上去，進行相關測量，計算出斜面的機械效率。③保持斜面的傾斜程度不變，改變斜面的粗糙程度，再進行相關測量，并計算出斜面的機械效率。④根據(jù)記錄的數(shù)值，計算出機械效率的大小，即可驗證猜想是否正確。故答案為：（1）70.6%；小聰；越陡；（2）②勻速；③傾斜程度；粗糙程度；④機械效率。（2023?丹東校級二模）在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小彤用同一滑輪組進行了三次實驗如圖所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如表：次數(shù)物重/N物體上升距離/cm測力計示數(shù)/N測力計上升距離/cm機械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）實驗中要豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升。（2）表格中第3次實驗的機械效率為。（百分數(shù)前保留一位小數(shù)）（3）分析表中數(shù)據(jù)可以得出結論：同一滑輪組的機械效率與有關。（4）根據(jù)實驗結論，若該滑輪組提升物體時機械效率為92.1%，物體的重力可能為。（填字母符號）A.1NB.3NC.5ND.8N（5）小彤改變動滑輪重，提升同一物體多次實驗，根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制出圖象丁。由圖象可知：被提升物體重力相同時，動滑輪越重，滑輪組機械效率越（填“高”或“低”）。（6）根據(jù)所學知識，滑輪組的機械效率還與繩重和摩擦有關，分析圖象丁中的A點可知，被提升物體所受的重力一定（填“小于”、“等于”或“大于”）40N?！窘獯稹拷猓海?）在實驗過程中，應沿豎直方向勻速向上拉動彈簧測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，測力計示數(shù)才等于拉力大??；（2）由表中數(shù)據(jù)可得第3次的總功為：W總＝Fs＝2.2N×0.3m＝0.66J，第3次實驗中滑輪組的機械效率為：η=W（3）縱向分析數(shù)據(jù)可得結論：用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高；（4）根據(jù)“用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高”，所以，若該滑輪組提升物體時機械效率為92.1%，物體的重力應該大于6N，可能為8N，故D符合題意；故選：D；（5）根據(jù)圖丁可知，被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低；（6）根據(jù)圖丁可知，當動滑輪重為10N時，滑輪組的機械效率為80%；若忽略繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=W所以，被提升物體所受的重力：G=η但由于繩重和摩擦力使得額外功變大，根據(jù)η=W故答案為：（1）勻速