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人教版物理八下重难点突破：滑轮组机械效率计算
一、计算题
1．（2022八下·五华期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳重和摩擦。求：
（1）拉力的大小；
（2）动滑轮的重力；
（3）该滑轮组的机械效率。
2．（2022八下·沈河期末）小亮用如图所示的滑轮组匀速提升重力为的物体，此时人对绳的拉力为，该物体在内匀速上升了，不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦。求：
（1）克服物体重力做功的功率；
（2）动滑轮重；
（3）此过程中，滑轮组的机械效率。
3．（2022八下·芜湖期末）质量为80kg的工人利用如图滑轮组匀速提升重物，该滑轮组的机械效率与所提升物体的重力如图所示（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）此过程中，工人对地面的压力；
（3）该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
4．（2022八下·竞秀期末）底面积为900cm2、重720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处。提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升的高度h随时间t的变化关系如图乙所示，不计摩擦及绳重。求∶
（1）绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强；
（2）工人所用拉力F的大小；
（3）如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？
5．（2022八下·沧州期末）如图所示，某人用滑轮组将重为600N的物体匀速提高2m，绳子自由端的拉力为400N。不计绳重和摩擦力，求这次提升物体过程中：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力；
（3）当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是多少？
6．（2022八下·临漳期末）如图所示探究滑轮组的特点，不计摩擦和绳重。将一个重为300N的物体沿竖直方向在6s内匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为125N，则：
（1）求动滑轮的重力；
（2）6s内拉力所做的功；
（3）滑轮组的机械效率。
7．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，一建筑工人用80N拉绳子的力通过滑轮组将210N的重物匀速提高2m，不计摩擦及绳重。求：
（1）工人使用滑轮组时做的有用功为多少？
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）拉力做的总功；
（4）滑轮组的机械效率为多少？
（5）动滑轮的重力是多少？
8．（2022八下·潮南期末）体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉力作用下，使重为700N建筑材料匀速直线上升了2m。不计绳重和摩擦，绳子承受拉力足够。求：
（1）该过程中拉力做的功W拉；
（2）此过程滑轮组的机械效率η。
9．（2022八下·黄山期末）如图所示，对滑轮组绳子的自由端施加水平向左的大小为10N的拉力，将重为50N的物体A向左匀速拉动1m的距离，物体A受到的摩擦力为25N，求
（1）拉力做的总功；
（2）拉力做的额外功；
（3）该滑轮组的机械效率（结果保留1位小数）。
10．（2022八下·宣城期末）如图所示，用滑轮组拉重为1200N的物体A沿水平地面向右匀速直线移动了6m，所用拉力F的大小为250N，若物体A受到水平地面的摩擦力为570N。则在上述过程中，求：
（1）拉力F所做的功。
（2）该滑轮组的机械效率。
11．（2022八下·单县期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
12．（2022八下·茌平期末）如图所示，在的水平拉力作用下，用的时间使一个重物沿着水平地面运动了，若此过程中重物与地面间的滑动摩擦力f大小为求：
（1）拉力做的功大小；
（2）拉力做功的功率大小；
（3）此时滑轮的机械效率大小。
13．（2022八下·蓬莱期末）“塔吊”是建筑工地常用的起重设备。如图所示，AC为一“塔吊”的水平臂，A端装有配重体P，它的质量为3吨，在水平臂BC之间装有可移动的滑轮组（如图乙），滑轮组的钢丝绳绕在卷扬机的轴上。已知AB=10m，BC=30m，若塔身的宽度和铁架、钢丝绳、滑轮组重力及摩擦均不计，g取10N/kg，求：
（1）求配重体的重力大小是多少N？
（2）当滑轮组位于C点时，保证安全的前提下起吊，该“塔吊”恰能匀速吊起货物的质量是多少？
（3）某次操作中，滑轮组在BC间安全吊起质量为1.2吨的货物，匀速上升60m，求滑轮组上钢绳的水平拉力F的大小；
（4）在第（3）问中，如果拉动钢丝绳的卷扬机效率为80%，求该卷扬机消耗的能量是多少？
14．（2022八下·河口期末）修建房屋时，人们往往会利用起重机如图甲所示来搬运质量较大的建筑材料。图乙为起重机内部滑轮组的简易图。现用该起重机将质量为400kg的建筑材料在20s内拉起5m，绳子自由端的拉力F=1500N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）起重机对建筑材料做的有用功及功率分别是多少？
（2）该起重机滑轮组的机械效率；（结果保留到0.1%）
（3）动滑轮的重力。
15．（2022八下·龙岗期末）2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛？
（2）在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦？
（3）若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为多少？
答案解析部分
1．【答案】（1）解：由图可知，承担重物绳子的段数n=3，绳端移动速度
由
可得，绳端拉力的大小
答：拉力的大小为200N；
（2）解：不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为150N；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用路程和时间的比值， 计算速度；根据功率和速度的比值， 计算力的大小；
（2）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（3）根据物体的重力和绳子的拉力，可以计算滑轮组的机械效率。
2．【答案】（1）解：克服物体重力做功是有用功，有用功为
克服物体重力做功的功率
答：克服物体重力做功的功率为；
（2）解：由图知，承担物重的绳子段数
不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦，由
可得，动滑轮重
答：动滑轮重为；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；功和时间的比值， 计算功率；
（2）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
3．【答案】（1）解：由左图可知，提升物体的重力时该滑轮组的机械效率，因不计绳重与摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
答：动滑轮的重力是200N；
（2）解：工人的重力
由右图可知，滑轮组绳子的有效股数，不计绳重与摩擦，滑轮组绳子的拉力
此过程中，工人对地面的压力
答：此过程中，工人对地面的压力是633.3N
（3）解：该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，最大拉力
此时滑轮组的机械效率最大，则提升货物的最大重力
此滑轮组的机械效率最大值答：该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是91.7%。
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据物体重力和滑轮组的机械效率，结合机械效率的关系，计算动滑轮重力大小；
（2）根据物体的质量计算重力，结合物体重力和动滑轮的重力，计算绳子的拉力；
（3）根据绳子的最大拉力和动滑轮的重力，可以计算最大物体的重力；根据物体的重力和动滑轮的重力，计算滑轮组的机械效率。
4．【答案】（1）解：绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强为
答：绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强为8000Pa；
（2）解：工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处，由图乙可知，所用时间为20s，由于滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，所以自由端绳子移动的距离为
自由端绳子移动的速度为
由
可知，工人所用拉力F的大小
答：工人所用拉力F的大小为260N；
（3）解：由可知，动滑轮重为
如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，拉力为
滑轮组的机械效率为
答：如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率为95%。
【知识点】压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出压强；
（2）根据公式及P=Fv，可求出拉力；
（3）根据公式及，可求出机械效率。
5．【答案】（1）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为75%
（2）解：动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为200N
（3）解：当所挂物体重为500N时
绳子自由端的拉力
答：当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是350N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和滑轮组绳子的拉力，计算滑轮组的机械效率；
（2）根据绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
（3）根据物体的重力和动滑轮的重力，结合绳子的股数，计算拉力。
6．【答案】（1）解：由图可知滑轮组用3段绳子提起物体，由公式可得，动滑轮达的重力
答：动滑轮的重力为75N；
（2）解：6s内绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m
6s内拉力所做的功W总=Fs=125N×9m=1125J
答：6s内拉力所做的功为1125J；
（3）解：不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（2）根据拉力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据物体的重力和绳子的拉力，可以计算机械效率的大小。
7．【答案】（1）解：工人做的有用功
答：工人使用滑轮组时做的有用功为420J；
（2）解：滑轮组中由3根绳子承担物重，则则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
答：绳子自由端移动的距离是6m；
（3）解：拉力做的总功
答：拉力做的总功480J；
（4）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为87.5%；
（5）解：动滑轮的重力G动=3F-G物=3×80N-210N=240N-210N=30N
答：动滑轮的重力是30N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；
（2）根据物体的移动距离和绳子股数，计算绳子的距离；
（3）根据绳子的拉力和移动距离的乘积，计算总功；
（4）利用有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（5）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力。
8．【答案】（1）解：由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
该过程中拉力做的功
答：该过程中拉力做的功为1600J
（2）解：拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
答：此过程滑轮组的机械效率为87.5%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
9．【答案】（1）解：动滑轮上绳子的股数n=3，绳子自由端通过的距离
拉力做的总功
答：拉力做的总功30J；
（2）解：拉力做的有用功
拉力做的额外功
答：拉力做的额外功5J；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率83.3%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据物体受到的摩擦力和距离的乘积，计算有用功，总功和有用功的差，计算额外功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率。
10．【答案】（1）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s绳＝ns物＝3×6m＝18m
拉力F所做的功W总＝Fs绳＝250N×18m＝4500J
答：拉力F所做的功为4500J；
（2）解：拉力做的有用功W有＝fs物＝570N×6m＝3420J
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为76%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据拉力和绳子的移动距离，计算做功多少；
（2）根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．【答案】（1）解：在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
答：在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）解：在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
答：在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）解：在1~3s内，物体上升的高度为h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据力和距离的乘积，可以计算做功的多少；
（2）根据力和速度的乘积，计算功率的大小；
（3）根据速度和时间的乘积计算路程；根据力和距离的乘积计算功的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
12．【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力端移动的距离s=3s物=3×12m=36m
拉力做的功W总=Fs=20N×36m=720J
答：拉力做的功大小为720J；
（2）解：拉力做功功率
答：拉力做功的功率大小为12W；
（3）解：有用功W有=fs物=48N×12m=576J
滑轮组的机械效率
答：此时滑轮的机械效率大小为80%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据物体受到的拉力和距离的乘积计算做功多少；
（2）功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值，计算机械效率。
13．【答案】（1）解：配重体P的重力大小
答：配重体P的重力大小3×104N；
（2）解：配重体P的重力大小是3×104N，则对A端的拉力为3×104N。根据题意知道，AB=10m，BC=30m，当滑轮组位于C端时，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F1×AB=F2×BC
即
解得，C端的拉力大小F2=1×104N
恰能吊起货物的质量
答：当滑轮组位于C端时，该“塔吊”恰能吊起货物的质量是1×103kg；
（3）解：根据题意知道，吊起质量为1.2吨的货物的重力
由图乙知道，有三段绳子吊着物体，承担物重绳子的股数n=3，故滑轮组上的钢绳的水平拉力F大小
答：滑轮组上的钢绳的水平拉力F大小4000N；
（4）解：滑轮组在BC间安全吊起质量为1.2吨的货物做的有用功
由于卷扬机的效率是80%，由知道，该卷扬机消耗的能量是
答：该卷扬机消耗的能量是9×105J。
【知识点】重力及其大小的计算；杠杆的平衡分析法及其应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg，可求出重力大小；
（2）根据公式杠杆平衡条件F1l1=F2l2及G=mg，可求出质量大小；
（3）根据公式G=mg及G=nF，可求出拉力大小；
（4）根据W有=Gh及，可求出消耗的能量。
14．【答案】（1）解：建筑材料的重力为
起重机对建筑材料做的有用功为
则有用功的功率为
答：起重机对建筑材料做的有用功为，功率为；
（2）解：由图可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
该起重机滑轮组的机械效率为
答：该起重机滑轮组的机械效率为；
（3）解：不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力为
答：动滑轮的重力为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据物体的质量计算重力，根据重力和高度的乘积计算有用功，功和时间的比值， 计算功率；
（2）拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值，计算机械效率；
（3）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力大小。
15．【答案】（1）解：由可得，深潜10000米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强为
由可得，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力为
答：深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是3×106N；
（2）解：由题意可知，“奋斗者”号的重力为
“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，由可得，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为
答：在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为4.2×105J；
（3）解：由图中信息可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=4，故该滑轮组的机械效率为
答：若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；液体压强的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，可以计算液体压强，根据压强和受力面积的乘积，计算压力；
（2）根据物体的质量计算重力，利用力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
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人教版物理八下重难点突破：滑轮组机械效率计算
一、计算题
1．（2022八下·五华期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳重和摩擦。求：
（1）拉力的大小；
（2）动滑轮的重力；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：由图可知，承担重物绳子的段数n=3，绳端移动速度
由
可得，绳端拉力的大小
答：拉力的大小为200N；
（2）解：不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为150N；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）利用路程和时间的比值， 计算速度；根据功率和速度的比值， 计算力的大小；
（2）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（3）根据物体的重力和绳子的拉力，可以计算滑轮组的机械效率。
2．（2022八下·沈河期末）小亮用如图所示的滑轮组匀速提升重力为的物体，此时人对绳的拉力为，该物体在内匀速上升了，不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦。求：
（1）克服物体重力做功的功率；
（2）动滑轮重；
（3）此过程中，滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：克服物体重力做功是有用功，有用功为
克服物体重力做功的功率
答：克服物体重力做功的功率为；
（2）解：由图知，承担物重的绳子段数
不计绳重及轮与轴、轮与绳间摩擦，由
可得，动滑轮重
答：动滑轮重为；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；功和时间的比值， 计算功率；
（2）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
3．（2022八下·芜湖期末）质量为80kg的工人利用如图滑轮组匀速提升重物，该滑轮组的机械效率与所提升物体的重力如图所示（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）此过程中，工人对地面的压力；
（3）该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【答案】（1）解：由左图可知，提升物体的重力时该滑轮组的机械效率，因不计绳重与摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
解得
答：动滑轮的重力是200N；
（2）解：工人的重力
由右图可知，滑轮组绳子的有效股数，不计绳重与摩擦，滑轮组绳子的拉力
此过程中，工人对地面的压力
答：此过程中，工人对地面的压力是633.3N
（3）解：该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，最大拉力
此时滑轮组的机械效率最大，则提升货物的最大重力
此滑轮组的机械效率最大值答：该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是91.7%。
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据物体重力和滑轮组的机械效率，结合机械效率的关系，计算动滑轮重力大小；
（2）根据物体的质量计算重力，结合物体重力和动滑轮的重力，计算绳子的拉力；
（3）根据绳子的最大拉力和动滑轮的重力，可以计算最大物体的重力；根据物体的重力和动滑轮的重力，计算滑轮组的机械效率。
4．（2022八下·竞秀期末）底面积为900cm2、重720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处。提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升的高度h随时间t的变化关系如图乙所示，不计摩擦及绳重。求∶
（1）绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强；
（2）工人所用拉力F的大小；
（3）如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？
【答案】（1）解：绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强为
答：绳子自由端未施力时，货箱对地面的压强为8000Pa；
（2）解：工人用图甲所示的滑轮组将它提升到4m的高处，由图乙可知，所用时间为20s，由于滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，所以自由端绳子移动的距离为
自由端绳子移动的速度为
由
可知，工人所用拉力F的大小
答：工人所用拉力F的大小为260N；
（3）解：由可知，动滑轮重为
如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，拉力为
滑轮组的机械效率为
答：如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率为95%。
【知识点】压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出压强；
（2）根据公式及P=Fv，可求出拉力；
（3）根据公式及，可求出机械效率。
5．（2022八下·沧州期末）如图所示，某人用滑轮组将重为600N的物体匀速提高2m，绳子自由端的拉力为400N。不计绳重和摩擦力，求这次提升物体过程中：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重力；
（3）当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是多少？
【答案】（1）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为75%
（2）解：动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为200N
（3）解：当所挂物体重为500N时
绳子自由端的拉力
答：当所挂物体重为500N时，绳子自由端的拉力是350N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和滑轮组绳子的拉力，计算滑轮组的机械效率；
（2）根据绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
（3）根据物体的重力和动滑轮的重力，结合绳子的股数，计算拉力。
6．（2022八下·临漳期末）如图所示探究滑轮组的特点，不计摩擦和绳重。将一个重为300N的物体沿竖直方向在6s内匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为125N，则：
（1）求动滑轮的重力；
（2）6s内拉力所做的功；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：由图可知滑轮组用3段绳子提起物体，由公式可得，动滑轮达的重力
答：动滑轮的重力为75N；
（2）解：6s内绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m
6s内拉力所做的功W总=Fs=125N×9m=1125J
答：6s内拉力所做的功为1125J；
（3）解：不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（2）根据拉力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据物体的重力和绳子的拉力，可以计算机械效率的大小。
7．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，一建筑工人用80N拉绳子的力通过滑轮组将210N的重物匀速提高2m，不计摩擦及绳重。求：
（1）工人使用滑轮组时做的有用功为多少？
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）拉力做的总功；
（4）滑轮组的机械效率为多少？
（5）动滑轮的重力是多少？
【答案】（1）解：工人做的有用功
答：工人使用滑轮组时做的有用功为420J；
（2）解：滑轮组中由3根绳子承担物重，则则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
答：绳子自由端移动的距离是6m；
（3）解：拉力做的总功
答：拉力做的总功480J；
（4）解：滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为87.5%；
（5）解：动滑轮的重力G动=3F-G物=3×80N-210N=240N-210N=30N
答：动滑轮的重力是30N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；
（2）根据物体的移动距离和绳子股数，计算绳子的距离；
（3）根据绳子的拉力和移动距离的乘积，计算总功；
（4）利用有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（5）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力。
8．（2022八下·潮南期末）体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉力作用下，使重为700N建筑材料匀速直线上升了2m。不计绳重和摩擦，绳子承受拉力足够。求：
（1）该过程中拉力做的功W拉；
（2）此过程滑轮组的机械效率η。
【答案】（1）解：由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
该过程中拉力做的功
答：该过程中拉力做的功为1600J
（2）解：拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
答：此过程滑轮组的机械效率为87.5%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
9．（2022八下·黄山期末）如图所示，对滑轮组绳子的自由端施加水平向左的大小为10N的拉力，将重为50N的物体A向左匀速拉动1m的距离，物体A受到的摩擦力为25N，求
（1）拉力做的总功；
（2）拉力做的额外功；
（3）该滑轮组的机械效率（结果保留1位小数）。
【答案】（1）解：动滑轮上绳子的股数n=3，绳子自由端通过的距离
拉力做的总功
答：拉力做的总功30J；
（2）解：拉力做的有用功
拉力做的额外功
答：拉力做的额外功5J；
（3）解：滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率83.3%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据物体受到的摩擦力和距离的乘积，计算有用功，总功和有用功的差，计算额外功；
（3）有用功和总功的比值， 计算机械效率。
10．（2022八下·宣城期末）如图所示，用滑轮组拉重为1200N的物体A沿水平地面向右匀速直线移动了6m，所用拉力F的大小为250N，若物体A受到水平地面的摩擦力为570N。则在上述过程中，求：
（1）拉力F所做的功。
（2）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s绳＝ns物＝3×6m＝18m
拉力F所做的功W总＝Fs绳＝250N×18m＝4500J
答：拉力F所做的功为4500J；
（2）解：拉力做的有用功W有＝fs物＝570N×6m＝3420J
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为76%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据拉力和绳子的移动距离，计算做功多少；
（2）根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．（2022八下·单县期末）利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。
（1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功；
（2）求在1~3s内拉力做功的功率；
（3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：在0~1s内，由图乙可知，拉力F1=450N，绳子自由端移动的距离为s1=nh1=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为W总1=F1s1=450N×1.5m=675J
答：在0~1s内物体A上升了0.5m，此过程中拉力做了675J的功；
（2）解：在1~3s内，由图乙可知，拉力F2=400N，由图丙可知，物体上升的速度为v=1.0m/s，拉力做功的功率为
答：在1~3s内拉力做功的功率为1200W；
（3）解：在1~3s内，物体上升的高度为h2=vt=1.0m/s×2s=2m
故克服物体重力做的功为W有=Gh2=960N×2m=1920J
绳子自由端移动的距离为s2=nh2=3×2m=6m
拉力做的功为W总2=F2s2=400N×6m=2400J
滑轮组的机械效率为
答：在1~3s内滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据力和距离的乘积，可以计算做功的多少；
（2）根据力和速度的乘积，计算功率的大小；
（3）根据速度和时间的乘积计算路程；根据力和距离的乘积计算功的大小；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
12．（2022八下·茌平期末）如图所示，在的水平拉力作用下，用的时间使一个重物沿着水平地面运动了，若此过程中重物与地面间的滑动摩擦力f大小为求：
（1）拉力做的功大小；
（2）拉力做功的功率大小；
（3）此时滑轮的机械效率大小。
【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力端移动的距离s=3s物=3×12m=36m
拉力做的功W总=Fs=20N×36m=720J
答：拉力做的功大小为720J；
（2）解：拉力做功功率
答：拉力做功的功率大小为12W；
（3）解：有用功W有=fs物=48N×12m=576J
滑轮组的机械效率
答：此时滑轮的机械效率大小为80%。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据物体受到的拉力和距离的乘积计算做功多少；
（2）功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；有用功和总功的比值，计算机械效率。
13．（2022八下·蓬莱期末）“塔吊”是建筑工地常用的起重设备。如图所示，AC为一“塔吊”的水平臂，A端装有配重体P，它的质量为3吨，在水平臂BC之间装有可移动的滑轮组（如图乙），滑轮组的钢丝绳绕在卷扬机的轴上。已知AB=10m，BC=30m，若塔身的宽度和铁架、钢丝绳、滑轮组重力及摩擦均不计，g取10N/kg，求：
（1）求配重体的重力大小是多少N？
（2）当滑轮组位于C点时，保证安全的前提下起吊，该“塔吊”恰能匀速吊起货物的质量是多少？
（3）某次操作中，滑轮组在BC间安全吊起质量为1.2吨的货物，匀速上升60m，求滑轮组上钢绳的水平拉力F的大小；
（4）在第（3）问中，如果拉动钢丝绳的卷扬机效率为80%，求该卷扬机消耗的能量是多少？
【答案】（1）解：配重体P的重力大小
答：配重体P的重力大小3×104N；
（2）解：配重体P的重力大小是3×104N，则对A端的拉力为3×104N。根据题意知道，AB=10m，BC=30m，当滑轮组位于C端时，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F1×AB=F2×BC
即
解得，C端的拉力大小F2=1×104N
恰能吊起货物的质量
答：当滑轮组位于C端时，该“塔吊”恰能吊起货物的质量是1×103kg；
（3）解：根据题意知道，吊起质量为1.2吨的货物的重力
由图乙知道，有三段绳子吊着物体，承担物重绳子的股数n=3，故滑轮组上的钢绳的水平拉力F大小
答：滑轮组上的钢绳的水平拉力F大小4000N；
（4）解：滑轮组在BC间安全吊起质量为1.2吨的货物做的有用功
由于卷扬机的效率是80%，由知道，该卷扬机消耗的能量是
答：该卷扬机消耗的能量是9×105J。
【知识点】重力及其大小的计算；杠杆的平衡分析法及其应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg，可求出重力大小；
（2）根据公式杠杆平衡条件F1l1=F2l2及G=mg，可求出质量大小；
（3）根据公式G=mg及G=nF，可求出拉力大小；
（4）根据W有=Gh及，可求出消耗的能量。
14．（2022八下·河口期末）修建房屋时，人们往往会利用起重机如图甲所示来搬运质量较大的建筑材料。图乙为起重机内部滑轮组的简易图。现用该起重机将质量为400kg的建筑材料在20s内拉起5m，绳子自由端的拉力F=1500N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）起重机对建筑材料做的有用功及功率分别是多少？
（2）该起重机滑轮组的机械效率；（结果保留到0.1%）
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）解：建筑材料的重力为
起重机对建筑材料做的有用功为
则有用功的功率为
答：起重机对建筑材料做的有用功为，功率为；
（2）解：由图可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
该起重机滑轮组的机械效率为
答：该起重机滑轮组的机械效率为；
（3）解：不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力为
答：动滑轮的重力为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据物体的质量计算重力，根据重力和高度的乘积计算有用功，功和时间的比值， 计算功率；
（2）拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值，计算机械效率；
（3）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力大小。
15．（2022八下·龙岗期末）2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛？
（2）在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦？
（3）若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为多少？
【答案】（1）解：由可得，深潜10000米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强为
由可得，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力为
答：深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是3×106N；
（2）解：由题意可知，“奋斗者”号的重力为
“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，由可得，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为
答：在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为4.2×105J；
（3）解：由图中信息可知，滑轮组上承担重量的绳子股数为n=4，故该滑轮组的机械效率为
答：若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为75%。
【知识点】重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；液体压强的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，可以计算液体压强，根据压强和受力面积的乘积，计算压力；
（2）根据物体的质量计算重力，利用力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
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