北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.6测滑轮组的机械效率同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 845.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 05:36:22 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习
一、单选题
1．如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为40kg的重物在10s内匀速提升5m，他对绳的拉力F为250N。不计绳重和摩擦，则下列判断不正确的是（ ）
A．拉力所做的功为2500J
B．动滑轮的重力为100N
C．拉力做功的功率为20W
D．滑轮组的机械效率为80%
2．利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（ ）
A．F甲>F乙，η甲<η乙 B．F甲=F乙，η甲=η乙
C．F甲3．如图，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（ ）
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
4．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
5．如图，用滑轮组将重力G为1200N的物体匀速竖直提升2m，绳端的拉力F为500N，重物升高的速度为0.2m/s，忽略绳重及摩擦的影响，下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮的质量为300kg
B．滑轮组做的有用功是2400J
C．拉力F的功率为300W
D．滑轮组的机械效率为80%
6．如图所示，用水平向右5 N 的力F拉滑轮（不计滑轮重力），木块 A 在粗糙木板 B 上水平向左做匀速直线运动，4 s内木块 A 移动了0.4 m，木板 B 静止在粗糙水平地面上，滑轮组的机械效率为 80%。则（ ）
A．地面对木板B的摩擦力为 2.5 N B．木块 A受到的摩擦力为 2 N
C．拉力F的功率为 2.5 W D．4 s 内绳子拉力对木板 B 做的功为 0.8 J
7．如图所示滑轮组，用200N拉力在10s内将重为300N的箱子匀速提升了3m，不计摩擦和绳重。下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力 B．10s内拉力F的功率为60W
C．动滑轮的重力为300N D．滑轮组的机械效率为75%
8．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高
B．热机的功率越大，热机的效率就越高
C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高
D．以上说法都不对
9．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功。则下列关于拉力F、物体所受滑动摩擦力f的说法中，正确的是（ ）
A．F＝150N B．F＝60N
C．f＝120N D．f＝480N
10．如图所示，用动滑轮提起一重为的物体，在内将物体匀速提高，已知动滑轮重（不计绳重和摩擦），则（ ）
A．手对绳子的拉力为 B．拉力做功的功率为
C．手拉绳子移动的速度为 D．该装置的机械效率为
11．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为9N
B．物体匀速上升时拉力F的功率为20W
C．此装置最多能匀速运载80N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
12．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端的拉力F甲＜F乙 B．拉力所做的功W甲＞W乙
C．拉力的功率P甲＞P乙 D．滑轮组的机械效率η甲＝η乙
二、填空题
13．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为 __________ J，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为 __________ N。
14．如图所示，用弹簧测力计竖直向上匀速提升重为5.4N的物体，弹簧测力计的示数是___________N，则滑轮组的机械效率是___________。
15．用图所示的滑轮组，将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平面匀速拉动1m，拉力F的大小为10N，该滑轮组的机械效率为80%，重物被拉动的过程中，重物的重力做功为___________J；物体A受到水平地面的摩擦力为___________N。
16．如图是小明做“测量提升物体所做功”的实验装置图，他用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，拉力F=1.6N，木块重G=4N，斜面高h=30cm，长s=1m。小明将木块从斜面底部匀速拉到顶部，则拉力F做的功是______J，斜面的机械效率是______。
三、综合题
17．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 _____（大/小）；
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功多少_____？（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求作用在滑轮组上的水平拉力F_____和这次起吊时滑轮组的机械效率_____？
18．小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N），求：
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
(2)被吊起物的质量是多少？
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率多大？
19．2019年3月31日，农业路大桥正式建成通车，大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成，塔柱高150米；桥面为双向10车道；共设36对72根斜拉索，具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点；
（1）“塔柱为什么要造这么高？”科学兴趣小组的同学对此进行了研究：他们将大桥的结构进行简化，抽象成图1中甲的模型，又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙；可以看出它用到了杠杆的相关知识，其中O是支点，______代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力；同学们通过比较发现：适当增加塔柱的高度，可______（选填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而减轻斜拉索承受的拉力；
（2）大桥在历经四年修建过程中常用到如图2中甲所示的起重机，若起重器吊臂前端是由如图2中乙所示的滑轮组组成，动滑轮质量为100kg，绳重和摩擦不计；如果拉力的功率为6kW，则把2×103kg的货物匀速提高10m；（g取10N/kg）求：
①拉力F的大小是多少？______
②这一过程需要多长时间？______
③滑轮组机械效率是多少？______
20．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升1m，则：
（1）请你回答下面的问题：
①使用这个滑轮有什么优点？
②使用时，这个滑轮相当于什么杠杆？
（2）物体上升的速度？
（3）拉力做的有用功？
（4）拉力的功率？
（5）滑轮的机械效率？（保留到0.1%）
21．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上．如图,汽车车厢高度h=1m,斜面长度s=2m,工人师傅用平行于斜面F=500N的力把G=700N的重物匀速推到车上．求
(1)重物在斜面上受到的摩擦力方向是______(选填“平行于斜面向下”“平行于斜面向上”或“垂直于斜面”)
(2)把重物由底端推至顶端,用了5s,推力的功率是多大______
(3)在推重物的过程中,斜面的机械效率是多大______
(4)重物在斜面上受到的摩擦力是多大______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，重物在10s内匀速提升5m，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
故A正确，不符合题意；
B．重物的重力
不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
故B正确，不符合题意；
C．拉力做功的功率
故C错误，符合题意；
D．有用功
滑轮组的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
甲滑轮组中承担重物和动滑轮由3段绳子，则有
F
乙滑轮组中承担重物和动滑轮由2段绳子，则有
物体重力和动滑轮重力均相等，所以
F甲忽略绳重与摩擦，额外功用来提升动滑轮，所以甲、乙滑轮组中，动滑轮重力相等，提升高度相等，所做的额外功均为
W额=G动h
即额外功相等，甲、乙滑轮组中，所做的有用功均为
W有=Gh
物体重力相等，提升高度相等，所以有用功相等由W总=W有+W额得，甲、乙滑轮组的总功相等；由可知，因为有用功和总功均相等，所以机械效率大小相等。故ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．拉力所做的功
W总＝Fs＝150N×3m＝450J
故A错误；
B．拉力的功率
P＝＝＝75W
故B错误；
C．有用功
W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率
η＝×100%＝×100%≈66.7%
故C错误；
D．额外功
W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力
f＝＝＝50N
故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据力的平衡可知
即
则动滑轮的质量为
故A错误，A符合题意；
B．滑轮组做的有用功是
故B正确，B不符合题意；
C．拉力F的功率为
故C正确，C不符合题意；
D．拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
故D正确，D不符合题意。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．对木块A和木板B分别受力分析可知，木块A在水平方向上受到向左的绳子拉力和向右的B对A的摩擦力 ，因A受力平衡，故有，木板B在水平方向上受到向右的绳子拉力和向左的A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力，因B受力平衡，故有
因与是一对相互作用力，大小相等，故可知，即地面对木板B的摩擦力为0，故A错误；
B．由图中可知，自由端移动的距离s与物体A移动的距离的关系为
因滑轮组的机械效率为80%，故由
可得，B对A的摩擦力为
故B正确；
C．由题意可知，绳子自由端移动的速度为
故拉力F的功率为
P=Fv=5N0.05m/s=0.25W
故C错误；
D．因木板B始终处于静止状态，故绳子拉力对B不做功，即4s内绳子拉力对木板B做的功为0，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮可以改变用力的方向，但不省力；故A错误；
B．箱子移动的速度
由图可得承担物重的绳子股数为n=2，绳子移动的速度为
10s内拉力F的功率为
故B错误；
C．动滑轮的重力为
故C错误；
D．滑轮组机械效率为
故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
AC．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，故A、C错误；
B．热机的功率越大，热机做功越快，效率与功率无关，故B错误；
D．根据对前三项分析可知以上说法都不对，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题图知，n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m
由W总＝Fs可得拉力
F＝＝＝50N
故AB错误；
CD．由
====
得物体与地面间的滑动摩擦力
f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N
故C正确，D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．手对绳子的拉力为
故A不符合题意；
B．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
故B符合题意；
C．由可知，手拉绳子移动的速度为
故C不符合题意；
D．有用功为
机械效率为
故D不符合题意。
故选B。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图丙可知，在1~2s时A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N，由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，则动滑轮重力
G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
故A错误；
B．由图丙可知，在1~2s时A被匀速提升，A上升的速度为2m/s，则绳端的速度为
v=2vA=2×2m/s=4m/s
物体匀速上升时拉力F的功率为
P=Fv=10N×4m/s=40W
故B错误；
C．忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力
FC=(FB+G动)=(FB+5N)
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N；当B处最大拉力为100N时，C处拉力为
52.5N>50N
所以要以C处最大拉力为准，则B处的最大拉力
FB=GA+G货物=95N
此装置最多能匀速运载货物的重力
G货物=FB-GA=95N-15N=80N
故C正确；
D．此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率
η======80%
故D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组绳子自由端的拉力
乙滑轮组绳子自由端的拉力
故
F甲＞F乙
故A错误；
B．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有=Gh可知，两滑轮组做的有用功相等。利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即
W甲=W乙
故B错误；
C．两滑轮组拉力所做的功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即
P甲=P乙
故C错误；
D．两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，即
η甲＝η乙
故D正确。
故选D。
13． 1800 40
【解析】
【详解】
[1]克服物体的重力所做的功为
克服物体的重力所做的功为18000J。
[2]由可得沿斜面所用拉力F所做的功为
则瓷砖在斜木板上所受的摩擦力做功为
由W=Fs可得瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为
瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为40N。
14． 2.4 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，弹簧测力计分度值为0.2N，故其示数是2.4N。
[2]弹簧测立计示数即绳子末端受到的拉力F为2.4N，由图可知绳子承担重物的段数n为3，根据
可得滑轮组的机械效率
15． 0 24
【解析】
【分析】
【详解】
[1]重力的方向竖直向下，运动的方向水平向左，力的方向与运动的方向垂直，所以重力不做功，为0J。
[2]绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
拉力做的总功为
根据可知，有用功为
则物体A受到水平地面的摩擦力为
f=
16． 1.6 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]拉力F做的功
W总=Fs=1.6N×1m=1.6J
[2]通过斜面做的有用功
W有=Gh=4N×0.3m=1.2J
斜面的机械效率
17． 小 1.5×105 25000N 60%
【解析】
【详解】
解：（1）[1]由杠杆的平衡条件可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，阻力臂越长、阻力应越小，而阻力等于起重物的重力，则能安全吊起重物的最大质量越小。
（2）[2]塔吊对重物做功
（3）①[3]由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知v物＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为
水平拉力F做功的功率
由
可得水平拉力
②[4]提起物重 ，因为滑轮组的机械效率
所以此时滑轮组的机械效率
答：（1）当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越小；
（2）在这一过程中“塔吊”对钢材做功1.5×105J；
（3）作用在滑轮组上的水平拉力F为，和这次起吊时滑轮组的机械效率为60%。
18．(1)见解析；(2)42kg；(3)1020N；(4)86.7%
【解析】
【详解】
(1)由题意，绳子下端移动1.5m时重物上升0.5m，则滑轮组的n=3，且人向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，则滑轮组的绕线情况如图所示：
。
(2)滑轮组的机械效率为
则被吊起物的重量为
即被吊起物的质量为
且有
则动滑轮重量为
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，即
则被吊起的物重为
(4)小华体重为500N，但滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N，故绳端拉力最大为450N，此时重物重量为
则此滑轮组的最大机械效率为
答：(1小组所用滑轮组的绕线情况见解析；
(2)被吊起物的质量是42kg；
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为1020N；
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率是86.7%。
19． F1 增大 7000N 35s 95.2%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由抽象成的模型图可知，它用到的杠杆的相关知识，图中F0为拉索的拉力，F1相当于桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力，O点此杠杆的支点。
[2]如下图所示，桥塔高度增加后，阻力F1及其力臂不变，L0'＞L0，即动力臂增大，由杠杆的平衡条件可知：斜拉索的拉力F0减小。
（2）①[3]由图知，n＝3，拉力端移动距离
s＝3h＝3×10m＝30m
绳重和摩擦不计，拉力
F＝(G+G轮)＝× (2×103kg×10N/kg+100kg×10N/kg)＝7000N
②[4]拉力做功
W＝Fs＝7000N×30m＝2.1×105J
由P＝得做功时间
t＝＝＝35s
③[5]有用功
W有用＝Gh＝2×104N×10m＝2×105J
滑轮组的机械效率
η＝×100%＝×100%≈95.2%
20．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【解析】
【详解】
解：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向。
②使用时，定滑轮相当于等臂杠杆。
（2）物体上升的速度
（3）拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×1m=100J
（4）绳子自由端移动的距离
s=h=1m
拉力做的总功
W总=Fs=110N×1m=110J
拉力的功率
（5）滑轮的机械效率
答：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向；
②使用时，这个滑轮相当于等臂杠杆；
（2）物体上升的速度为0.5m/s；
（3）拉力做的有用功为100J；
（4）拉力的功率为55W；
（5）滑轮的机械效率为90.9%。
21． 平行于斜面向下 200W 70% 150N
【解析】
【详解】
第一空．摩擦力与物体运动方向相反，所以把重物匀速推到车上时，摩擦力方向平行于斜面向下；
第二空．推力做的总功：W总=Fs=500N×2m=1000J；
推力做功的功率是：；
第三空．推力做的有用功：W有=Gh=700N×1m=700J，
推力做功的机械效率：；
第四空．根据W总=W有+W额得额外功为：
W额= W总-W有=1000J-700J=300J，
再根据W额= fs得，重物在斜面上受到的摩擦力是：
．
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为40kg的重物在10s内匀速提升5m，他对绳的拉力F为250N。不计绳重和摩擦，则下列判断不正确的是（ ）
A．拉力所做的功为2500J
B．动滑轮的重力为100N
C．拉力做功的功率为20W
D．滑轮组的机械效率为80%
2．利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是（ ）
A．F甲>F乙，η甲<η乙 B．F甲=F乙，η甲=η乙
C．F甲
A．拉力所做的功是300J B．拉力的功率是50W
C．斜面的机械效率是80% D．斜面上的摩擦力是50N
4．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知长度OA∶ OB=1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N ，杠杆与绳的自重滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，建筑材料P以0.3m/s的速度上升。则（ ）
A．滑轮组的机械效率为88. 9% B．物体M对地面的压力为4500N
C．工人对地面的压力为1000N D．工人拉绳的功率为270W
5．如图，用滑轮组将重力G为1200N的物体匀速竖直提升2m，绳端的拉力F为500N，重物升高的速度为0.2m/s，忽略绳重及摩擦的影响，下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮的质量为300kg
B．滑轮组做的有用功是2400J
C．拉力F的功率为300W
D．滑轮组的机械效率为80%
6．如图所示，用水平向右5 N 的力F拉滑轮（不计滑轮重力），木块 A 在粗糙木板 B 上水平向左做匀速直线运动，4 s内木块 A 移动了0.4 m，木板 B 静止在粗糙水平地面上，滑轮组的机械效率为 80%。则（ ）
A．地面对木板B的摩擦力为 2.5 N B．木块 A受到的摩擦力为 2 N
C．拉力F的功率为 2.5 W D．4 s 内绳子拉力对木板 B 做的功为 0.8 J
7．如图所示滑轮组，用200N拉力在10s内将重为300N的箱子匀速提升了3m，不计摩擦和绳重。下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力 B．10s内拉力F的功率为60W
C．动滑轮的重力为300N D．滑轮组的机械效率为75%
8．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高
B．热机的功率越大，热机的效率就越高
C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高
D．以上说法都不对
9．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功。则下列关于拉力F、物体所受滑动摩擦力f的说法中，正确的是（ ）
A．F＝150N B．F＝60N
C．f＝120N D．f＝480N
10．如图所示，用动滑轮提起一重为的物体，在内将物体匀速提高，已知动滑轮重（不计绳重和摩擦），则（ ）
A．手对绳子的拉力为 B．拉力做功的功率为
C．手拉绳子移动的速度为 D．该装置的机械效率为
11．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为9N
B．物体匀速上升时拉力F的功率为20W
C．此装置最多能匀速运载80N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
12．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端的拉力F甲＜F乙 B．拉力所做的功W甲＞W乙
C．拉力的功率P甲＞P乙 D．滑轮组的机械效率η甲＝η乙
二、填空题
13．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为 __________ J，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为 __________ N。
14．如图所示，用弹簧测力计竖直向上匀速提升重为5.4N的物体，弹簧测力计的示数是___________N，则滑轮组的机械效率是___________。
15．用图所示的滑轮组，将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平面匀速拉动1m，拉力F的大小为10N，该滑轮组的机械效率为80%，重物被拉动的过程中，重物的重力做功为___________J；物体A受到水平地面的摩擦力为___________N。
16．如图是小明做“测量提升物体所做功”的实验装置图，他用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速上升，拉力F=1.6N，木块重G=4N，斜面高h=30cm，长s=1m。小明将木块从斜面底部匀速拉到顶部，则拉力F做的功是______J，斜面的机械效率是______。
三、综合题
17．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 _____（大/小）；
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功多少_____？（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求作用在滑轮组上的水平拉力F_____和这次起吊时滑轮组的机械效率_____？
18．小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N），求：
(1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况；
(2)被吊起物的质量是多少？
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率多大？
19．2019年3月31日，农业路大桥正式建成通车，大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成，塔柱高150米；桥面为双向10车道；共设36对72根斜拉索，具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点；
（1）“塔柱为什么要造这么高？”科学兴趣小组的同学对此进行了研究：他们将大桥的结构进行简化，抽象成图1中甲的模型，又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙；可以看出它用到了杠杆的相关知识，其中O是支点，______代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力；同学们通过比较发现：适当增加塔柱的高度，可______（选填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而减轻斜拉索承受的拉力；
（2）大桥在历经四年修建过程中常用到如图2中甲所示的起重机，若起重器吊臂前端是由如图2中乙所示的滑轮组组成，动滑轮质量为100kg，绳重和摩擦不计；如果拉力的功率为6kW，则把2×103kg的货物匀速提高10m；（g取10N/kg）求：
①拉力F的大小是多少？______
②这一过程需要多长时间？______
③滑轮组机械效率是多少？______
20．如图所示，物体重100N，用110N的拉力将物体在2s内匀速提升1m，则：
（1）请你回答下面的问题：
①使用这个滑轮有什么优点？
②使用时，这个滑轮相当于什么杠杆？
（2）物体上升的速度？
（3）拉力做的有用功？
（4）拉力的功率？
（5）滑轮的机械效率？（保留到0.1%）
21．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上．如图,汽车车厢高度h=1m,斜面长度s=2m,工人师傅用平行于斜面F=500N的力把G=700N的重物匀速推到车上．求
(1)重物在斜面上受到的摩擦力方向是______(选填“平行于斜面向下”“平行于斜面向上”或“垂直于斜面”)
(2)把重物由底端推至顶端,用了5s,推力的功率是多大______
(3)在推重物的过程中,斜面的机械效率是多大______
(4)重物在斜面上受到的摩擦力是多大______
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，重物在10s内匀速提升5m，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
故A正确，不符合题意；
B．重物的重力
不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
故B正确，不符合题意；
C．拉力做功的功率
故C错误，符合题意；
D．有用功
滑轮组的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
甲滑轮组中承担重物和动滑轮由3段绳子，则有
F
乙滑轮组中承担重物和动滑轮由2段绳子，则有
物体重力和动滑轮重力均相等，所以
F甲
W额=G动h
即额外功相等，甲、乙滑轮组中，所做的有用功均为
W有=Gh
物体重力相等，提升高度相等，所以有用功相等由W总=W有+W额得，甲、乙滑轮组的总功相等；由可知，因为有用功和总功均相等，所以机械效率大小相等。故ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．拉力所做的功
W总＝Fs＝150N×3m＝450J
故A错误；
B．拉力的功率
P＝＝＝75W
故B错误；
C．有用功
W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J
斜面的机械效率
η＝×100%＝×100%≈66.7%
故C错误；
D．额外功
W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J
由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力
f＝＝＝50N
故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
G=2F-G动=2×300N-100N=500N
滑轮组的机械效率为
≈83.3%
故A错误；
B．定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
FA=FA′=1000N
根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
FB=
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故B正确；
C．当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，由力的平衡条件可得
F支=G-F=700N-300N=400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力
F压=F支=400N
故C错误；
D．建筑材料P以0.3m/s的速度上升，绳子自由端的速度
v绳=2×0.3m/s=0.6m/s
工人拉绳的功率
=Fv绳=300N×0.6m/s=180W
故D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据力的平衡可知
即
则动滑轮的质量为
故A错误，A符合题意；
B．滑轮组做的有用功是
故B正确，B不符合题意；
C．拉力F的功率为
故C正确，C不符合题意；
D．拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
故D正确，D不符合题意。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．对木块A和木板B分别受力分析可知，木块A在水平方向上受到向左的绳子拉力和向右的B对A的摩擦力 ，因A受力平衡，故有，木板B在水平方向上受到向右的绳子拉力和向左的A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力，因B受力平衡，故有
因与是一对相互作用力，大小相等，故可知，即地面对木板B的摩擦力为0，故A错误；
B．由图中可知，自由端移动的距离s与物体A移动的距离的关系为
因滑轮组的机械效率为80%，故由
可得，B对A的摩擦力为
故B正确；
C．由题意可知，绳子自由端移动的速度为
故拉力F的功率为
P=Fv=5N0.05m/s=0.25W
故C错误；
D．因木板B始终处于静止状态，故绳子拉力对B不做功，即4s内绳子拉力对木板B做的功为0，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮可以改变用力的方向，但不省力；故A错误；
B．箱子移动的速度
由图可得承担物重的绳子股数为n=2，绳子移动的速度为
10s内拉力F的功率为
故B错误；
C．动滑轮的重力为
故C错误；
D．滑轮组机械效率为
故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
AC．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，故A、C错误；
B．热机的功率越大，热机做功越快，效率与功率无关，故B错误；
D．根据对前三项分析可知以上说法都不对，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题图知，n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m
由W总＝Fs可得拉力
F＝＝＝50N
故AB错误；
CD．由
====
得物体与地面间的滑动摩擦力
f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N
故C正确，D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．手对绳子的拉力为
故A不符合题意；
B．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
故B符合题意；
C．由可知，手拉绳子移动的速度为
故C不符合题意；
D．有用功为
机械效率为
故D不符合题意。
故选B。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图丙可知，在1~2s时A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N，由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，则动滑轮重力
G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
故A错误；
B．由图丙可知，在1~2s时A被匀速提升，A上升的速度为2m/s，则绳端的速度为
v=2vA=2×2m/s=4m/s
物体匀速上升时拉力F的功率为
P=Fv=10N×4m/s=40W
故B错误；
C．忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力
FC=(FB+G动)=(FB+5N)
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N；当B处最大拉力为100N时，C处拉力为
52.5N>50N
所以要以C处最大拉力为准，则B处的最大拉力
FB=GA+G货物=95N
此装置最多能匀速运载货物的重力
G货物=FB-GA=95N-15N=80N
故C正确；
D．此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率
η======80%
故D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组绳子自由端的拉力
乙滑轮组绳子自由端的拉力
故
F甲＞F乙
故A错误；
B．因忽略绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有=Gh可知，两滑轮组做的有用功相等。利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即
W甲=W乙
故B错误；
C．两滑轮组拉力所做的功相同，做功时间相同，所以两个滑轮组拉力的功率相同，即
P甲=P乙
故C错误；
D．两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功，因此有用功相同、总功相同，故两滑轮组的机械效率相同，即
η甲＝η乙
故D正确。
故选D。
13． 1800 40
【解析】
【详解】
[1]克服物体的重力所做的功为
克服物体的重力所做的功为18000J。
[2]由可得沿斜面所用拉力F所做的功为
则瓷砖在斜木板上所受的摩擦力做功为
由W=Fs可得瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为
瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为40N。
14． 2.4 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，弹簧测力计分度值为0.2N，故其示数是2.4N。
[2]弹簧测立计示数即绳子末端受到的拉力F为2.4N，由图可知绳子承担重物的段数n为3，根据
可得滑轮组的机械效率
15． 0 24
【解析】
【分析】
【详解】
[1]重力的方向竖直向下，运动的方向水平向左，力的方向与运动的方向垂直，所以重力不做功，为0J。
[2]绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
拉力做的总功为
根据可知，有用功为
则物体A受到水平地面的摩擦力为
f=
16． 1.6 75%
【解析】
【分析】
【详解】
[1]拉力F做的功
W总=Fs=1.6N×1m=1.6J
[2]通过斜面做的有用功
W有=Gh=4N×0.3m=1.2J
斜面的机械效率
17． 小 1.5×105 25000N 60%
【解析】
【详解】
解：（1）[1]由杠杆的平衡条件可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，阻力臂越长、阻力应越小，而阻力等于起重物的重力，则能安全吊起重物的最大质量越小。
（2）[2]塔吊对重物做功
（3）①[3]由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知v物＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为
水平拉力F做功的功率
由
可得水平拉力
②[4]提起物重 ，因为滑轮组的机械效率
所以此时滑轮组的机械效率
答：（1）当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越小；
（2）在这一过程中“塔吊”对钢材做功1.5×105J；
（3）作用在滑轮组上的水平拉力F为，和这次起吊时滑轮组的机械效率为60%。
18．(1)见解析；(2)42kg；(3)1020N；(4)86.7%
【解析】
【详解】
(1)由题意，绳子下端移动1.5m时重物上升0.5m，则滑轮组的n=3，且人向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，则滑轮组的绕线情况如图所示：
。
(2)滑轮组的机械效率为
则被吊起物的重量为
即被吊起物的质量为
且有
则动滑轮重量为
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，即
则被吊起的物重为
(4)小华体重为500N，但滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N，故绳端拉力最大为450N，此时重物重量为
则此滑轮组的最大机械效率为
答：(1小组所用滑轮组的绕线情况见解析；
(2)被吊起物的质量是42kg；
(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为1020N；
(4)若小华体重为500N，则此滑轮组的最大机械效率是86.7%。
19． F1 增大 7000N 35s 95.2%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由抽象成的模型图可知，它用到的杠杆的相关知识，图中F0为拉索的拉力，F1相当于桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力，O点此杠杆的支点。
[2]如下图所示，桥塔高度增加后，阻力F1及其力臂不变，L0'＞L0，即动力臂增大，由杠杆的平衡条件可知：斜拉索的拉力F0减小。
（2）①[3]由图知，n＝3，拉力端移动距离
s＝3h＝3×10m＝30m
绳重和摩擦不计，拉力
F＝(G+G轮)＝× (2×103kg×10N/kg+100kg×10N/kg)＝7000N
②[4]拉力做功
W＝Fs＝7000N×30m＝2.1×105J
由P＝得做功时间
t＝＝＝35s
③[5]有用功
W有用＝Gh＝2×104N×10m＝2×105J
滑轮组的机械效率
η＝×100%＝×100%≈95.2%
20．（1）①可以改变用力的方向；②等臂；（2）0.5m/s；（3）100J；（4）90.9%
【解析】
【详解】
解：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向。
②使用时，定滑轮相当于等臂杠杆。
（2）物体上升的速度
（3）拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×1m=100J
（4）绳子自由端移动的距离
s=h=1m
拉力做的总功
W总=Fs=110N×1m=110J
拉力的功率
（5）滑轮的机械效率
答：（1）①这个滑轮为定滑轮，使用时不省力，可以改变用力的方向；
②使用时，这个滑轮相当于等臂杠杆；
（2）物体上升的速度为0.5m/s；
（3）拉力做的有用功为100J；
（4）拉力的功率为55W；
（5）滑轮的机械效率为90.9%。
21． 平行于斜面向下 200W 70% 150N
【解析】
【详解】
第一空．摩擦力与物体运动方向相反，所以把重物匀速推到车上时，摩擦力方向平行于斜面向下；
第二空．推力做的总功：W总=Fs=500N×2m=1000J；
推力做功的功率是：；
第三空．推力做的有用功：W有=Gh=700N×1m=700J，
推力做功的机械效率：；
第四空．根据W总=W有+W额得额外功为：
W额= W总-W有=1000J-700J=300J，
再根据W额= fs得，重物在斜面上受到的摩擦力是：
．
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