2022年暑假假期第二十讲：机械效率 人教版物理八年级下册 （word版 有答案）
文档属性
| 名称 | 2022年暑假假期第二十讲：机械效率 人教版物理八年级下册 （word版 有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 378.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-09 21:43:20 | ||
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文档简介
假期培优第二十讲：机械效率
一、单选题
1．以下说法中，错误的是（ ）
A．压强的单位可以是“N/cm2” B．功的单位可以是“N·m”
C．功率的单位可以是“J/s” D．机械效率的单位可以是“J”
2．下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越多，功率一定越大 B．机械做功越多，机械效率一定越大
C．机械做功越快，功率一定越大 D．功率越大的机械，机械效率一定越大
3．下列说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械，机械效率一定越高
B．做有用功越多的机械，机械效率一定越高
C．越省力的机械，机械效率一定越高
D．有用功一定，额外功越小的机械，机械效率一定越高
4．如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功是有用功 B．拉力对物体做的功是额外功
C．绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍
D．增加物体的重力可以增加滑轮组的机械效率
5．如图所示甲、乙两种装置，分别将相同的重物匀速拉至相同高度。若滑轮重相同且小于物重，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．乙的机械效率更高 B．甲乙机械效率相同
C．使用甲装置更省力 D．使用乙装置更省力
6．用如图所示的滑轮组把重400N的物体提升1m，所用拉力F的大小为220N，下列说法正确的是（ ）
A．这个滑轮组能省距离 B．绳子自由端被拉下了4m
C．拉力F做的功是220J D．该滑轮组的机械效率约为90.9%
7．如图所示的滑轮组，用120N的拉力F，拉动水平地面上重为800N的物体，使物体匀速前进4m。物体和地面之间的摩擦力为180N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功是720J B．绳子自由端移动的距离是4m
C．滑轮组的机械效率是80% D．A点受到的拉力为180N
8．如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N，底面积为200cm2的方形货物。货箱20s内匀速上升了4m，工人所用拉力F为500N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．工人拉绳子的速度为0.2m/s B．动滑轮的重力为100N
C．设装置的机械效率为80%
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压强为6×103Pa
9．小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A的重力为210N B．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
10．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力的功为Fs B．额外功为
C．拉力的功率为2Fv D．滑轮组的机械效率为
11．如图甲所示，某同学利用滑轮组将4kg的实心正方体物块从空气中匀速缓慢的放入水中（图中柱形容器足够高），绳端拉力F随正方体浸入水中的深度h变化的关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，，，下列选项正确的是（ ）
A．每个滑轮的重力为15N B．物块浸没在水中时受到的浮力为5N
C．物块的密度为4g/cm3
D．物块浸没后在水中匀速下降时，该滑轮组的机械效率为80%
12．甲装置中，空吊篮A重25N，绳子B和C能承受的最大拉力分别为200N和100N。小丽将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法中（ ）
①动滑轮所受的重力为15N ②第2秒内克服滑轮重做的额外功为60J
③此装置最多能匀速运载160N重的货物 ④此装置运载货物最高机械效率为80%
A．只有①③④正确 B．只有③④正确
C．只有①④正确 D．只有②④正确
二、填空题
13．如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 ___________J，此动滑轮机械效率为 ___________。
14．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），则动滑轮自重为__________N，拉力F做功的功率为__________W，该滑轮组的机械效率为__________。
15．如图所示已知斜面长为8m，斜面高为4m。小兵同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N，绳重不计。小兵对木箱做的有用功______J；斜面对物体施加的摩擦力为______N。
16．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，1s内物体向左运动了4m，物体与地面间的摩擦力为48N，拉力做功的功率为______W；滑轮组的机械效为______。
17．如题图所示，体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块G完全浸没在水中，始终未提出水面，重物G受到的浮力为______N，若缓慢将重物G提升2m，人所用拉力为400N，拉力做的功为______J，滑轮组的机械效率为______。（g＝10N/kg）
三、实验题
18．桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 _______拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 ___________图所示装置来完成的；
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，_______；
（4）通过比较 ___________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，___________机械效率越小；
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 ___________。
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
四、计算题
19．用如图所示滑轮组，将一质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m，已知拉力F＝300N。求：
（1）人做的有用功是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）该滑轮组的机械效率约为多少？
20．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s 内被匀速提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N，不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）滑轮组的机械效率；（2）拉力F 的功率；（3）动滑轮的重。
21．体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体G，当物体以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求：
（1）拉力F的功率；（2）物体的重力；（3）小聪能提起的最大物重。
参考答案：
1．D 2．C 3．D 4．D 5．D
6．D
【解析】AB．由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
这个滑轮组费距离，故AB错误； C．拉力F做的总功为
故C错误；
D．有用功为
所以滑轮组的机械效率为
D正确。
7．D
【解析】AB．由图可知，连接动滑轮的绳子段数n为2，则绳子自由端移动的距离
由可知，拉力做的总功
故AB错误；
CD．由题意可知，物体在水平方向匀速前进，所以A点绳子对物体的拉力与物体和地面间的摩擦力是一对平衡力，即
由可知，滑轮组的机械效率
故C错误，D正确。
8．C
【解析】A．由图可知n=3，绳子自由端移动的距离
人拉绳子的速度
故A错误；
B．不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压力
货箱对地面的压强
故D错误。
9．C
【解析】A．如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担重物的动滑轮绳子的股数n＝2，每段绳子拉力为105N，因为不计绳重和摩擦时，根据公式
可得，物体A的重力
GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N
故A错误；
B．以中间的大动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力
F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N
故B错误；
C．重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离sa＝2hA，由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离
拉力F1做的总功
W总＝F1s＝325N×1m＝325J
拉力F1做功的功率
故C正确；
D．使用滑轮组时，所做的有用功
W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J
该滑轮组在使用过程中的机械效率为
故D错误。
10．C
【解析】A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为2s，拉力做的总功为
W=Fs绳=2Fs
故A错误；
B．由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力为
克服摩擦阻力做的功为有用功为
则额外功为
故B错误；
C．绳端移动的速度为
v绳=2v
则拉力的功率为
P=Fv绳=2Fv
故C正确；
D．滑轮组的机械效率为
故D错误。
11．C
【解析】A．物块的重力为
由图像可知，物块在空气中时，绳子自由端的拉力为25N，由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时根据可知，动滑轮的重力为
故A错误；
B．由图像可知，物块浸没在水中时，绳子自由端的拉力为20N，因为不计绳重和摩擦时，所以物块浸没在水中时受到的拉力
因为浸没在水中时受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，所以物块浸没在水中时受到的浮力
故B错误；
C．由可知，物块浸没在水中排开水的体积
因为物块浸没在水中，所以物块的体积
则物块的密度
故C正确；
D．物块浸没后在水中匀速下降时，滑轮组的机械效率
故D错误。
12．A
【解析】①由图丙可知，在第2s（第2个1s）内物体A被匀速提升，由图乙可知第2s内的拉力F=20N，由图甲可知绳子的有效段数n=2，忽略绳重、摩擦、空气阻力，作用在绳子自由端的拉力为
可得动滑轮重力
G动=2F-GA=2×20N-25N=15N
故①正确；
②由图丙可知，第2s内物体A上升的速度vA=2m/s，则动滑轮上升的速度
v动=vA=2m/s
由速度公式可得出动滑轮上升的高度
h=v动t=2m/s×1s=2m
则第2秒内克服滑轮重做的额外功
W额=G动h=15N×2m=30J
故②错误；
③已知绳子B和C能承受的最大拉力分别为200N和100N，即
FB=200N，FC=100N
忽略绳重、摩擦、空气阻力，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为100N时，B处绳子拉力
FB=2FC-G动=2×100N-15N=185N
当B处最大拉力为200N时，C处绳子拉力
大于绳子C能承受的最大拉力100N；所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力
FB=GA+G=185N
则此装置最多能匀速运载货物的重力
G=FB-GA=185N-25N=160N
故③正确；
④此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，忽略绳重、摩擦、空气阻力，此装置提升重物的最大机械效率
故④正确。综合上述分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。
13．4000 90% 14．2 6 83.3% 15．3200 200 16．240 80%
17．100 2400 57.5%
【解析】因为金属块浸没在水中，所以金属块排开水的体积
V排＝V＝10dm3＝0.01m3
重物G受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N
由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝3×2m＝6m
拉力做的总功
W总＝Fs＝400N×6m＝2400J
由可知，金属块的质量
m＝ρV＝7.9×103kg/m3×0.01m3＝79kg
金属块的重力
G＝mg＝79kg×10N/kg＝790N
由图可知，金属块浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡条件可知，金属块受到的拉力
F拉＝G﹣F浮＝790N﹣100N＝690N
则使用滑轮组所做的有用功
W有＝F拉h＝690N×2m＝1380J
滑轮组的机械效率
18．匀速 丙 滑轮组的机械效率与重物上升高度无关 1、3 动滑轮越重 ABC
【解析】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）在第四次实验中，s=0.5m，h=0.1m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）1、3两次实验，s=0.3m，h=0.1m，由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。
（6）A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确；
B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确；
C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确；
D．滑轮组的机械效率可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。
故选ABC。
19．（1）1000J；（2）120W；（3）83.33%
【解析】解：（1）物体的重力
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
人做的有用功
W有＝Gh＝500N×2m＝1000J
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝2×2m＝4m
拉力做的总功
W总＝Fs＝300N×4m＝1200J
拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
20．（1）；（2）；（3）。
【解析】解（1）已知内被匀速提升了，滑轮组承重绳子段数，根据滑轮组承重绳子段数与自由端移动的关系，可知自由端移动的距离是
已知绳子水平向右的拉力 F=300N，根据功的公式可得总功为
物体所受重力 G=720N，被提升的高度，根据有用功的公式可得有用功为
由此可算出机械效率为
（2）已知绳子水平向右的拉力 F=300N，自由端在内移动的距离是
故自由端移动速度
根据功率公式
（3）不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组承重绳子段数，因此根据滑轮组承重绳子段数与自由端拉力的关系，可得下式
由此可得。
21．（1）120W ；（2）960N；（3）1560N
【解析】解：（1）由图知绳子的有效段数n=3，拉力端移动的速度
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F的功率
（2）拉力端移动的距离s=3h，滑轮组的机械效率
则物体A受到的重力
G=η×3F=80%×3×400N=960N
（3）不计摩擦及绳重，作用在绳子自由端的力为
动滑轮的重力为
G动=3F -G=3×400N-960N=240N
小聪对绳子自由端的最大拉力等于他的重力大小，即
F最大=G人=600N
小聪能提起的最大物重
G最大=3F最大-G动=3×600N-240N=1560N
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．以下说法中，错误的是（ ）
A．压强的单位可以是“N/cm2” B．功的单位可以是“N·m”
C．功率的单位可以是“J/s” D．机械效率的单位可以是“J”
2．下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越多，功率一定越大 B．机械做功越多，机械效率一定越大
C．机械做功越快，功率一定越大 D．功率越大的机械，机械效率一定越大
3．下列说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械，机械效率一定越高
B．做有用功越多的机械，机械效率一定越高
C．越省力的机械，机械效率一定越高
D．有用功一定，额外功越小的机械，机械效率一定越高
4．如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功是有用功 B．拉力对物体做的功是额外功
C．绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍
D．增加物体的重力可以增加滑轮组的机械效率
5．如图所示甲、乙两种装置，分别将相同的重物匀速拉至相同高度。若滑轮重相同且小于物重，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．乙的机械效率更高 B．甲乙机械效率相同
C．使用甲装置更省力 D．使用乙装置更省力
6．用如图所示的滑轮组把重400N的物体提升1m，所用拉力F的大小为220N，下列说法正确的是（ ）
A．这个滑轮组能省距离 B．绳子自由端被拉下了4m
C．拉力F做的功是220J D．该滑轮组的机械效率约为90.9%
7．如图所示的滑轮组，用120N的拉力F，拉动水平地面上重为800N的物体，使物体匀速前进4m。物体和地面之间的摩擦力为180N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功是720J B．绳子自由端移动的距离是4m
C．滑轮组的机械效率是80% D．A点受到的拉力为180N
8．如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N，底面积为200cm2的方形货物。货箱20s内匀速上升了4m，工人所用拉力F为500N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．工人拉绳子的速度为0.2m/s B．动滑轮的重力为100N
C．设装置的机械效率为80%
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压强为6×103Pa
9．小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A的重力为210N B．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
10．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力的功为Fs B．额外功为
C．拉力的功率为2Fv D．滑轮组的机械效率为
11．如图甲所示，某同学利用滑轮组将4kg的实心正方体物块从空气中匀速缓慢的放入水中（图中柱形容器足够高），绳端拉力F随正方体浸入水中的深度h变化的关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，，，下列选项正确的是（ ）
A．每个滑轮的重力为15N B．物块浸没在水中时受到的浮力为5N
C．物块的密度为4g/cm3
D．物块浸没后在水中匀速下降时，该滑轮组的机械效率为80%
12．甲装置中，空吊篮A重25N，绳子B和C能承受的最大拉力分别为200N和100N。小丽将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法中（ ）
①动滑轮所受的重力为15N ②第2秒内克服滑轮重做的额外功为60J
③此装置最多能匀速运载160N重的货物 ④此装置运载货物最高机械效率为80%
A．只有①③④正确 B．只有③④正确
C．只有①④正确 D．只有②④正确
二、填空题
13．如图所示，用动滑轮提起重物。若重物为900N，工人用F=500N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4m，则拉力所做的功为 ___________J，此动滑轮机械效率为 ___________。
14．如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），则动滑轮自重为__________N，拉力F做功的功率为__________W，该滑轮组的机械效率为__________。
15．如图所示已知斜面长为8m，斜面高为4m。小兵同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N，绳重不计。小兵对木箱做的有用功______J；斜面对物体施加的摩擦力为______N。
16．如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，1s内物体向左运动了4m，物体与地面间的摩擦力为48N，拉力做功的功率为______W；滑轮组的机械效为______。
17．如题图所示，体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块G完全浸没在水中，始终未提出水面，重物G受到的浮力为______N，若缓慢将重物G提升2m，人所用拉力为400N，拉力做的功为______J，滑轮组的机械效率为______。（g＝10N/kg）
三、实验题
18．桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 _______拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 ___________图所示装置来完成的；
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，_______；
（4）通过比较 ___________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，___________机械效率越小；
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 ___________。
A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度
四、计算题
19．用如图所示滑轮组，将一质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m，已知拉力F＝300N。求：
（1）人做的有用功是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）该滑轮组的机械效率约为多少？
20．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s 内被匀速提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N，不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）滑轮组的机械效率；（2）拉力F 的功率；（3）动滑轮的重。
21．体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体G，当物体以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求：
（1）拉力F的功率；（2）物体的重力；（3）小聪能提起的最大物重。
参考答案：
1．D 2．C 3．D 4．D 5．D
6．D
【解析】AB．由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
这个滑轮组费距离，故AB错误； C．拉力F做的总功为
故C错误；
D．有用功为
所以滑轮组的机械效率为
D正确。
7．D
【解析】AB．由图可知，连接动滑轮的绳子段数n为2，则绳子自由端移动的距离
由可知，拉力做的总功
故AB错误；
CD．由题意可知，物体在水平方向匀速前进，所以A点绳子对物体的拉力与物体和地面间的摩擦力是一对平衡力，即
由可知，滑轮组的机械效率
故C错误，D正确。
8．C
【解析】A．由图可知n=3，绳子自由端移动的距离
人拉绳子的速度
故A错误；
B．不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压力
货箱对地面的压强
故D错误。
9．C
【解析】A．如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担重物的动滑轮绳子的股数n＝2，每段绳子拉力为105N，因为不计绳重和摩擦时，根据公式
可得，物体A的重力
GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N
故A错误；
B．以中间的大动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力
F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N
故B错误；
C．重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离sa＝2hA，由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离
拉力F1做的总功
W总＝F1s＝325N×1m＝325J
拉力F1做功的功率
故C正确；
D．使用滑轮组时，所做的有用功
W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J
该滑轮组在使用过程中的机械效率为
故D错误。
10．C
【解析】A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为2s，拉力做的总功为
W=Fs绳=2Fs
故A错误；
B．由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力为
克服摩擦阻力做的功为有用功为
则额外功为
故B错误；
C．绳端移动的速度为
v绳=2v
则拉力的功率为
P=Fv绳=2Fv
故C正确；
D．滑轮组的机械效率为
故D错误。
11．C
【解析】A．物块的重力为
由图像可知，物块在空气中时，绳子自由端的拉力为25N，由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时根据可知，动滑轮的重力为
故A错误；
B．由图像可知，物块浸没在水中时，绳子自由端的拉力为20N，因为不计绳重和摩擦时，所以物块浸没在水中时受到的拉力
因为浸没在水中时受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，所以物块浸没在水中时受到的浮力
故B错误；
C．由可知，物块浸没在水中排开水的体积
因为物块浸没在水中，所以物块的体积
则物块的密度
故C正确；
D．物块浸没后在水中匀速下降时，滑轮组的机械效率
故D错误。
12．A
【解析】①由图丙可知，在第2s（第2个1s）内物体A被匀速提升，由图乙可知第2s内的拉力F=20N，由图甲可知绳子的有效段数n=2，忽略绳重、摩擦、空气阻力，作用在绳子自由端的拉力为
可得动滑轮重力
G动=2F-GA=2×20N-25N=15N
故①正确；
②由图丙可知，第2s内物体A上升的速度vA=2m/s，则动滑轮上升的速度
v动=vA=2m/s
由速度公式可得出动滑轮上升的高度
h=v动t=2m/s×1s=2m
则第2秒内克服滑轮重做的额外功
W额=G动h=15N×2m=30J
故②错误；
③已知绳子B和C能承受的最大拉力分别为200N和100N，即
FB=200N，FC=100N
忽略绳重、摩擦、空气阻力，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为100N时，B处绳子拉力
FB=2FC-G动=2×100N-15N=185N
当B处最大拉力为200N时，C处绳子拉力
大于绳子C能承受的最大拉力100N；所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力
FB=GA+G=185N
则此装置最多能匀速运载货物的重力
G=FB-GA=185N-25N=160N
故③正确；
④此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，忽略绳重、摩擦、空气阻力，此装置提升重物的最大机械效率
故④正确。综合上述分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。
13．4000 90% 14．2 6 83.3% 15．3200 200 16．240 80%
17．100 2400 57.5%
【解析】因为金属块浸没在水中，所以金属块排开水的体积
V排＝V＝10dm3＝0.01m3
重物G受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N
由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝3×2m＝6m
拉力做的总功
W总＝Fs＝400N×6m＝2400J
由可知，金属块的质量
m＝ρV＝7.9×103kg/m3×0.01m3＝79kg
金属块的重力
G＝mg＝79kg×10N/kg＝790N
由图可知，金属块浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡条件可知，金属块受到的拉力
F拉＝G﹣F浮＝790N﹣100N＝690N
则使用滑轮组所做的有用功
W有＝F拉h＝690N×2m＝1380J
滑轮组的机械效率
18．匀速 丙 滑轮组的机械效率与重物上升高度无关 1、3 动滑轮越重 ABC
【解析】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
（2）在第四次实验中，s=0.5m，h=0.1m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（3）通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）1、3两次实验，s=0.3m，h=0.1m，由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。
（6）A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确；
B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确；
C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确；
D．滑轮组的机械效率可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。
故选ABC。
19．（1）1000J；（2）120W；（3）83.33%
【解析】解：（1）物体的重力
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
人做的有用功
W有＝Gh＝500N×2m＝1000J
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离
s＝nh＝2×2m＝4m
拉力做的总功
W总＝Fs＝300N×4m＝1200J
拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
20．（1）；（2）；（3）。
【解析】解（1）已知内被匀速提升了，滑轮组承重绳子段数，根据滑轮组承重绳子段数与自由端移动的关系，可知自由端移动的距离是
已知绳子水平向右的拉力 F=300N，根据功的公式可得总功为
物体所受重力 G=720N，被提升的高度，根据有用功的公式可得有用功为
由此可算出机械效率为
（2）已知绳子水平向右的拉力 F=300N，自由端在内移动的距离是
故自由端移动速度
根据功率公式
（3）不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组承重绳子段数，因此根据滑轮组承重绳子段数与自由端拉力的关系，可得下式
由此可得。
21．（1）120W ；（2）960N；（3）1560N
【解析】解：（1）由图知绳子的有效段数n=3，拉力端移动的速度
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F的功率
（2）拉力端移动的距离s=3h，滑轮组的机械效率
则物体A受到的重力
G=η×3F=80%×3×400N=960N
（3）不计摩擦及绳重，作用在绳子自由端的力为
动滑轮的重力为
G动=3F -G=3×400N-960N=240N
小聪对绳子自由端的最大拉力等于他的重力大小，即
F最大=G人=600N
小聪能提起的最大物重
G最大=3F最大-G动=3×600N-240N=1560N
试卷第1页，共3页