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人教版物理八年级下第十二章12.3细化知识点同步练习———竖直运动的滑轮组的机械效率（4）
一、单选题
1．（2021八下·赣州期末）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
2．（2021八下·福州期末）如图所示，用滑轮组将重物匀速提升，不计绳重及摩擦，下列措施可提高该滑轮组机械效率的是（ ）
A．增加1个动滑轮 B．改变绕线方式
C．增加物体提升的高度 D．增大提升的物重
3．（2021八下·张家口期末）如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提高相同高度，则（ ）
A．若G1＝G2，拉力做的额外功相同
B．若G1＝G2，拉力做的总功相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
二、填空题
4．（2022八下·丰满期末）如图所示，小明在20s内利用滑轮组将重为240N的重物匀速提高了6m，拉力大小为100N，此过程中拉力的功率为 W，此滑轮组的机械效率为 。用此滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将 （不计绳重与摩擦）。
5．（2021八下·张家口期末）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是 N，滑轮组的机械效率为 。（不考虑绳重和摩擦）
6．（2021八下·百色期末）在测定滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组先后两次将重力不同的两组钩码匀速提升相同的高度，第二次比第一次钩码重，如图所示，两次实验中摩擦均不计。则两次实验中额外功W甲额外 W乙额外，滑轮组的机械效率η甲 η乙。（均选填“>”“=”或“<”）
7．如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2 000 N的力，将重6 000 N的货物匀速竖直提升3 m，接着又在水平方向移动6 m。则行车在水平移动货物的过程中，克服货物重力所做的功是 J；在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械效率为 。
三、计算题
8．（2022八下·靖西期末）如图所示，甲工人用F甲=80N的水平推力推动重为600N的货物，从A处水平路面上匀速移动5m至仓库门口B处，用时20s；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在竖直方向上匀速移动3m到达指定位置C，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）甲工人做的功多少J？
（2）甲工人做功的功率是多少W？
（3）利用滑轮组提升货物所用的拉力F乙是多少N？
9．（2022八下·玉林期末）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
10．（2022八下·南平期末）小南利用图甲的滑轮组，将一实心长方体以0.2m/s的速度匀速从水底拉出水面，图乙是该实心长方体所受拉力F1随时间t变化的图像。（不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
（1）实心长方体浸没时受到的浮力；
（2）实心长方体从水底到露出水面前，上升的高度；
（3）实心长方体从水底到露出水面前，若人对绳的拉力F2做功400J，求此过程中滑轮组的机械效率。
11．（2021八下·长春期末）小明用如图所示的滑轮组，用时10s将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）小明做的有用功；
（2）小明做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
12．（2021八下·绿园期末）如图所示，小园利用滑轮组用100N的拉力将150N的重物匀速向上提升到0.4m高的平台上，求：
（1）画出滑轮组的绕线方式；
（2）求这个滑轮组的机械效率；
（3）求动滑轮重（不计绳重及摩擦）。
13．（2021八下·开州期末）如图所示，是施工队用一辆汽车通过滑轮组用钢绳将深井中很多相同物体拉至井口的装置图。已知井深10m，每块物体重G=4×103N，滑轮组提升一个物块时，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。求：
（1）滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功是多少？
（2）滑轮组在提升一个物块时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，每次同时将两个物块以0.1m/s的速度匀速提升到井口。求这种情况下，滑轮组上钢绳自由端拉力的功率为多大？
14．（2021八下·朝阳期末）在工厂常用桥式起重机搬运大型工件，如左图所示，卷扬机和滑轮组安装在小车上，小车放置在水平主梁的轨道中，可以左右移动；主梁安装在钢轨上，可以前后移动。卷扬机提供动力，通过滑轮组将大型工件提升并实现转移。图中，卷扬机竖直向上拉绳子自由端，使工件M以0.2m/s的速度匀速上升，提升工件M匀速上升的过程中滑轮组的机械效率为90%。已知工件M受到的重力为5400N，该卷扬机受到的重力为1200N，不计滑轮组的绳重、轮与轴的摩擦。求：
（1）卷扬机对绳子自由端的拉力；
（2）卷扬机对小车的压力；
（3）卷扬机对滑轮组做功的功率。
15．（2021八下·红桥期末）某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
16．（2021八下·渭滨期末）陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4 t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3 m的高台．已知提升雕像时，拉力F的功率为6×103 W，绳子自由端移动速度为0.3 m/s.求：(g取10 N/kg)
（1）滑轮组将雕像吊上3 m的高台需要的时间．
（2）滑轮组对雕像做的有用功．
（3）提升雕像的过程中滑轮组的机械效率．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】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
A不符合题意；
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
B不符合题意；
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
C不符合题意；
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
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
2．【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．对动滑轮做的功是额外功，增加1个动滑轮会增加额外功，则会降低有用功在总功中所占的比率，即机械效率会降低，A不符合题意；
BC．不计绳重及摩擦，根据η=
可知，该滑轮组的机械效率只与重物的重力G和动滑轮重力G动有关，与变绕线方式、增加物体提升的高度都无关，BC不符合题意；
D．对重物做的功为有用功，增大提升的物重，能增大有用功，在额外功不变时，能提高有用功在总功中所占的比例，即提高机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，斜面的机械效率与物体的重力、斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，与提升的高度无关。
3．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图可知，滑轮的每个质量相等，甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，已知把物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦阻力，额外功是对动滑轮做的功，根据W额=G动h可知，乙滑轮组做的额外功多，A不符合题意；
BC．若G1=G2，已知把物体提升相同的高度，由W有=Gh可知，甲乙所做的有用功相同；乙滑轮组做的额外功多，由W总=W有+W额
可知乙做的总功大于甲做的总功，根据 得到甲的机械效率大于乙的机械效率，B不符合题意，C符合题意；
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，在提升高度相同时，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中所占的比值将发生变化，即机械效率要发生变化，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
4．【答案】90；80%；变大
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n为3，则绳子自由端移动的距离
由题意可知，在此过程中，拉力做功
由可知，此过程中拉力的功率
由题意可知，拉力做的有用功
由可知，此滑轮组的机械效率
由可知，滑轮组的机械效率
故用此滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大。
【分析】根据W=Fs及，求出功率；根据，求出机械效率；滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大。
5．【答案】300N；300N；50%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】从图中可以看出，当所提升的重物的重力为100N时，机械效率为25%，不考虑绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
所以
动滑轮的重力为
当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是
当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
6．【答案】=；<
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】根据题意可知，摩擦均不计，额外功为克服动滑轮和绳子的重力所做的功，动滑轮和绳子的重力相同，上升的高度也相同，则所做的额外功是相同的，即W甲额外=W乙额外。
根据
可知，在动滑轮和绳子的重力相同的情况下，物体的重力不同，机械效率不同；物体的重力越大，则机械效率越大，即η甲<η乙。
【分析】动滑轮的重力相等，上升高度相同时，对动滑轮的额外功相等；动滑轮相等时，物体的重力越大， 滑轮组的机械效率越大。
7．【答案】0；1.8×104；75％
【知识点】滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】因为行车在水平移动货物的过程中 , 在竖直方向上没有移动距离 , 没有克服重力做功，即克服货物重力所做的功为0 ;
在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功 , W有用＝Gh＝600N×3m＝1.8×104J ,
滑轮组做的总功W总＝Fs=2000N×4×3m=2.4×104J ,
行车滑轮组提升货物的机械效率。
故答案为：0；1.8×104；75%。
【分析】（1）行车滑轮组在水平移动货物的过程中 , 在货物重力的方向上没有移动距离 , 所以克服货物重力没有做功 ;
（2）在竖直提升货物的过程中 , 根据将重的货物匀速竖直提升3m , 利用公式W＝Gh即可求出克服货物重力所做的功；
（4）因有4段绳子串绕在动滑轮上 , 所以货物匀速竖直提升3m , 绳子自由端移动的距离是货物上升高度的4倍，然后利用W＝Fs即可求出总功 , 再利用求出机械效率。
8．【答案】（1）解：根据W=Fs可知，甲工人做的功为
答：甲工人做的功是400J；
（2）解：根据，甲工人做功的功率为
答：甲工人做功的功率是20W；
（3）解：根据W=Gh可得，提升货物时，所做的有用功为
提升货物时，所做的总功由得
提升货物所用的拉力F乙由得
答：利用滑轮组提升货物所用的拉力F乙是250N。
【知识点】功率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【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）根据功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体的重力和高度乘积计算有用功，有用功和机械效率计算总功，根据功和距离的比值， 计算力的大小。
9．【答案】（1）解：提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
答：提升货物过程中起重车对水平地面的压强为
（2）解：物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
答：拉力F的功率为
（3）解：提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：提升货物过程中滑轮组的机械效率
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出压强；
（2）根据公式及P=Fv绳=3Fv物，可求出功率；
（3）根据公式，可求出机械效率。
10．【答案】（1）解：由图乙可知，物体浸没时，测力计示数F1=200N，当物体被拉出水面后，物体所受的拉力等于物体的重力，为，所以物体浸没在水中所受到的浮力为
答：实心长方体浸没时受到的浮力为100N；
（2）解：长方体从水底到刚好露出运动的时间为，长方体上升的高度为
答：实心长方体从水底到露出水面前，上升的高度为1.6m；
（3）解：实心长方体从水底到露出水面前，有用功为
此过程中滑轮组的机械效率为
答：实心长方体从水底到露出水面前，若人对绳的拉力F2做功400J，此过程中滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】速度公式及其应用；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）根据F浮＝G物-F拉，求出受到的浮力；
（2）根据公式s＝vt，求出上升的高度 ；
（3）根据公式，求出滑轮组的机械效率。
11．【答案】（1）解：小明做的有用功为W有用=Gh=600N×2m=1200J
答：小明做的有用功为1200J；
（2）小明做功的功率为
答：小明做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
12．【答案】（1）
（2）由图可知，n=2，有用功W有=Gh =150N×0.4m=60J
总功W总=Fs =100N×2×0.4m=80J
这个滑轮组的机械效率η= =75%
答：这个滑轮组的机械效率是75%；
（3）不计绳重及摩擦，动滑轮的重力G动=2F-G =2×100N-150N=50N
答：动滑轮重是50N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，如图所示：
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
13．【答案】（1）解：根据 可知，滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功为
答：滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功是4×104J；
（2）解：由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
总功为
机械效率为
答：滑轮组在提升一个物块时的机械效率是66.7%；
（3）解：绳子端移动的速度为
提升一个物体时
则
忽略钢绳重和摩擦的情况下同时将两个物块提升至井口时
根据 可知，拉力的功率为
答：这种情况下，滑轮组上钢绳自由端拉力的功率为103W。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（3）结合拉力大小和物体运动的速度求解拉力的功率。
14．【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳，滑轮组的机械效率
卷扬机对绳子自由端的拉力
答：卷扬机对绳子自由端的拉力是1500N
（2）解：对卷扬机受力分析
卷扬机对小车的压力
答：卷扬机对小车的压力是2700N；
（3）解：绳子自由端的速度
卷扬机对滑轮组做功的功率
答：卷扬机对滑轮组做功的功率是1200W。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合机械效率求解拉力即可；
（2）作重力的示意图，力的作用点在物体几何中心上，方向竖直向下，重力用字母G表示。
作支持力的示意图，力的作用点在物体的几何中心上，方向与接触面垂直，指向被支持物体，用字母F表示。
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
15．【答案】（1）解：工人做的有用功是
答：工人做的有用功是5400J；
（2）拉力做的总功
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率是90%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．【答案】（1）由图可知，n＝3；则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×3m＝9m，根据v＝ 得所用的时间：t＝ ＝30s
（2）雕像的重：G＝mg＝5.4×103kg×10N/kg＝5.4×104N
滑轮组对雕像做的有用功：W有用＝Gh＝5.4×104N×3m＝1.62×105J
（3）已知拉力F的功率为6×103W，t＝30s，根据P＝ 得拉力做的总功W总＝Pt＝6×103W×30s＝1.8×105J
提升雕像的过程中滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%＝90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
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人教版物理八年级下第十二章12.3细化知识点同步练习———竖直运动的滑轮组的机械效率（4）
一、单选题
1．（2021八下·赣州期末）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
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】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
A不符合题意；
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
B不符合题意；
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
C不符合题意；
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
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
2．（2021八下·福州期末）如图所示，用滑轮组将重物匀速提升，不计绳重及摩擦，下列措施可提高该滑轮组机械效率的是（ ）
A．增加1个动滑轮 B．改变绕线方式
C．增加物体提升的高度 D．增大提升的物重
【答案】D
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．对动滑轮做的功是额外功，增加1个动滑轮会增加额外功，则会降低有用功在总功中所占的比率，即机械效率会降低，A不符合题意；
BC．不计绳重及摩擦，根据η=
可知，该滑轮组的机械效率只与重物的重力G和动滑轮重力G动有关，与变绕线方式、增加物体提升的高度都无关，BC不符合题意；
D．对重物做的功为有用功，增大提升的物重，能增大有用功，在额外功不变时，能提高有用功在总功中所占的比例，即提高机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，斜面的机械效率与物体的重力、斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，与提升的高度无关。
3．（2021八下·张家口期末）如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提高相同高度，则（ ）
A．若G1＝G2，拉力做的额外功相同
B．若G1＝G2，拉力做的总功相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A．由图可知，滑轮的每个质量相等，甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，已知把物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦阻力，额外功是对动滑轮做的功，根据W额=G动h可知，乙滑轮组做的额外功多，A不符合题意；
BC．若G1=G2，已知把物体提升相同的高度，由W有=Gh可知，甲乙所做的有用功相同；乙滑轮组做的额外功多，由W总=W有+W额
可知乙做的总功大于甲做的总功，根据 得到甲的机械效率大于乙的机械效率，B不符合题意，C符合题意；
D．用同一个滑轮组提起不同的重物，在提升高度相同时，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中所占的比值将发生变化，即机械效率要发生变化，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
二、填空题
4．（2022八下·丰满期末）如图所示，小明在20s内利用滑轮组将重为240N的重物匀速提高了6m，拉力大小为100N，此过程中拉力的功率为 W，此滑轮组的机械效率为 。用此滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将 （不计绳重与摩擦）。
【答案】90；80%；变大
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n为3，则绳子自由端移动的距离
由题意可知，在此过程中，拉力做功
由可知，此过程中拉力的功率
由题意可知，拉力做的有用功
由可知，此滑轮组的机械效率
由可知，滑轮组的机械效率
故用此滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大。
【分析】根据W=Fs及，求出功率；根据，求出机械效率；滑轮组提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大。
5．（2021八下·张家口期末）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是 N，滑轮组的机械效率为 。（不考虑绳重和摩擦）
【答案】300N；300N；50%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】从图中可以看出，当所提升的重物的重力为100N时，机械效率为25%，不考虑绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
所以
动滑轮的重力为
当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是
当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
6．（2021八下·百色期末）在测定滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组先后两次将重力不同的两组钩码匀速提升相同的高度，第二次比第一次钩码重，如图所示，两次实验中摩擦均不计。则两次实验中额外功W甲额外 W乙额外，滑轮组的机械效率η甲 η乙。（均选填“>”“=”或“<”）
【答案】=；<
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】根据题意可知，摩擦均不计，额外功为克服动滑轮和绳子的重力所做的功，动滑轮和绳子的重力相同，上升的高度也相同，则所做的额外功是相同的，即W甲额外=W乙额外。
根据
可知，在动滑轮和绳子的重力相同的情况下，物体的重力不同，机械效率不同；物体的重力越大，则机械效率越大，即η甲<η乙。
【分析】动滑轮的重力相等，上升高度相同时，对动滑轮的额外功相等；动滑轮相等时，物体的重力越大， 滑轮组的机械效率越大。
7．如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2 000 N的力，将重6 000 N的货物匀速竖直提升3 m，接着又在水平方向移动6 m。则行车在水平移动货物的过程中，克服货物重力所做的功是 J；在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械效率为 。
【答案】0；1.8×104；75％
【知识点】滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】因为行车在水平移动货物的过程中 , 在竖直方向上没有移动距离 , 没有克服重力做功，即克服货物重力所做的功为0 ;
在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功 , W有用＝Gh＝600N×3m＝1.8×104J ,
滑轮组做的总功W总＝Fs=2000N×4×3m=2.4×104J ,
行车滑轮组提升货物的机械效率。
故答案为：0；1.8×104；75%。
【分析】（1）行车滑轮组在水平移动货物的过程中 , 在货物重力的方向上没有移动距离 , 所以克服货物重力没有做功 ;
（2）在竖直提升货物的过程中 , 根据将重的货物匀速竖直提升3m , 利用公式W＝Gh即可求出克服货物重力所做的功；
（4）因有4段绳子串绕在动滑轮上 , 所以货物匀速竖直提升3m , 绳子自由端移动的距离是货物上升高度的4倍，然后利用W＝Fs即可求出总功 , 再利用求出机械效率。
三、计算题
8．（2022八下·靖西期末）如图所示，甲工人用F甲=80N的水平推力推动重为600N的货物，从A处水平路面上匀速移动5m至仓库门口B处，用时20s；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在竖直方向上匀速移动3m到达指定位置C，滑轮组的机械效率为80%。求：
（1）甲工人做的功多少J？
（2）甲工人做功的功率是多少W？
（3）利用滑轮组提升货物所用的拉力F乙是多少N？
【答案】（1）解：根据W=Fs可知，甲工人做的功为
答：甲工人做的功是400J；
（2）解：根据，甲工人做功的功率为
答：甲工人做功的功率是20W；
（3）解：根据W=Gh可得，提升货物时，所做的有用功为
提升货物时，所做的总功由得
提升货物所用的拉力F乙由得
答：利用滑轮组提升货物所用的拉力F乙是250N。
【知识点】功率的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【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）根据功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体的重力和高度乘积计算有用功，有用功和机械效率计算总功，根据功和距离的比值， 计算力的大小。
9．（2022八下·玉林期末）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：提升货物过程中起重车的总重为
提升重物时，受力面积为
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
答：提升货物过程中起重车对水平地面的压强为
（2）解：物体的速度为
绳子的速度为
拉力F的功率
答：拉力F的功率为
（3）解：提升货物过程中滑轮组的机械效率
答：提升货物过程中滑轮组的机械效率
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出压强；
（2）根据公式及P=Fv绳=3Fv物，可求出功率；
（3）根据公式，可求出机械效率。
10．（2022八下·南平期末）小南利用图甲的滑轮组，将一实心长方体以0.2m/s的速度匀速从水底拉出水面，图乙是该实心长方体所受拉力F1随时间t变化的图像。（不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
（1）实心长方体浸没时受到的浮力；
（2）实心长方体从水底到露出水面前，上升的高度；
（3）实心长方体从水底到露出水面前，若人对绳的拉力F2做功400J，求此过程中滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：由图乙可知，物体浸没时，测力计示数F1=200N，当物体被拉出水面后，物体所受的拉力等于物体的重力，为，所以物体浸没在水中所受到的浮力为
答：实心长方体浸没时受到的浮力为100N；
（2）解：长方体从水底到刚好露出运动的时间为，长方体上升的高度为
答：实心长方体从水底到露出水面前，上升的高度为1.6m；
（3）解：实心长方体从水底到露出水面前，有用功为
此过程中滑轮组的机械效率为
答：实心长方体从水底到露出水面前，若人对绳的拉力F2做功400J，此过程中滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】速度公式及其应用；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）根据F浮＝G物-F拉，求出受到的浮力；
（2）根据公式s＝vt，求出上升的高度 ；
（3）根据公式，求出滑轮组的机械效率。
11．（2021八下·长春期末）小明用如图所示的滑轮组，用时10s将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）小明做的有用功；
（2）小明做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解：小明做的有用功为W有用=Gh=600N×2m=1200J
答：小明做的有用功为1200J；
（2）小明做功的功率为
答：小明做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
12．（2021八下·绿园期末）如图所示，小园利用滑轮组用100N的拉力将150N的重物匀速向上提升到0.4m高的平台上，求：
（1）画出滑轮组的绕线方式；
（2）求这个滑轮组的机械效率；
（3）求动滑轮重（不计绳重及摩擦）。
【答案】（1）
（2）由图可知，n=2，有用功W有=Gh =150N×0.4m=60J
总功W总=Fs =100N×2×0.4m=80J
这个滑轮组的机械效率η= =75%
答：这个滑轮组的机械效率是75%；
（3）不计绳重及摩擦，动滑轮的重力G动=2F-G =2×100N-150N=50N
答：动滑轮重是50N。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，如图所示：
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
13．（2021八下·开州期末）如图所示，是施工队用一辆汽车通过滑轮组用钢绳将深井中很多相同物体拉至井口的装置图。已知井深10m，每块物体重G=4×103N，滑轮组提升一个物块时，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。求：
（1）滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功是多少？
（2）滑轮组在提升一个物块时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，每次同时将两个物块以0.1m/s的速度匀速提升到井口。求这种情况下，滑轮组上钢绳自由端拉力的功率为多大？
【答案】（1）解：根据 可知，滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功为
答：滑轮组提升一个物块时，对物块做的有用功是4×104J；
（2）解：由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的距离为
总功为
机械效率为
答：滑轮组在提升一个物块时的机械效率是66.7%；
（3）解：绳子端移动的速度为
提升一个物体时
则
忽略钢绳重和摩擦的情况下同时将两个物块提升至井口时
根据 可知，拉力的功率为
答：这种情况下，滑轮组上钢绳自由端拉力的功率为103W。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（3）结合拉力大小和物体运动的速度求解拉力的功率。
14．（2021八下·朝阳期末）在工厂常用桥式起重机搬运大型工件，如左图所示，卷扬机和滑轮组安装在小车上，小车放置在水平主梁的轨道中，可以左右移动；主梁安装在钢轨上，可以前后移动。卷扬机提供动力，通过滑轮组将大型工件提升并实现转移。图中，卷扬机竖直向上拉绳子自由端，使工件M以0.2m/s的速度匀速上升，提升工件M匀速上升的过程中滑轮组的机械效率为90%。已知工件M受到的重力为5400N，该卷扬机受到的重力为1200N，不计滑轮组的绳重、轮与轴的摩擦。求：
（1）卷扬机对绳子自由端的拉力；
（2）卷扬机对小车的压力；
（3）卷扬机对滑轮组做功的功率。
【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳，滑轮组的机械效率
卷扬机对绳子自由端的拉力
答：卷扬机对绳子自由端的拉力是1500N
（2）解：对卷扬机受力分析
卷扬机对小车的压力
答：卷扬机对小车的压力是2700N；
（3）解：绳子自由端的速度
卷扬机对滑轮组做功的功率
答：卷扬机对滑轮组做功的功率是1200W。
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合机械效率求解拉力即可；
（2）作重力的示意图，力的作用点在物体几何中心上，方向竖直向下，重力用字母G表示。
作支持力的示意图，力的作用点在物体的几何中心上，方向与接触面垂直，指向被支持物体，用字母F表示。
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
15．（2021八下·红桥期末）某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：工人做的有用功是
答：工人做的有用功是5400J；
（2）拉力做的总功
该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率是90%。
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
16．（2021八下·渭滨期末）陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4 t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3 m的高台．已知提升雕像时，拉力F的功率为6×103 W，绳子自由端移动速度为0.3 m/s.求：(g取10 N/kg)
（1）滑轮组将雕像吊上3 m的高台需要的时间．
（2）滑轮组对雕像做的有用功．
（3）提升雕像的过程中滑轮组的机械效率．
【答案】（1）由图可知，n＝3；则绳子自由端移动的距离：s＝3h＝3×3m＝9m，根据v＝ 得所用的时间：t＝ ＝30s
（2）雕像的重：G＝mg＝5.4×103kg×10N/kg＝5.4×104N
滑轮组对雕像做的有用功：W有用＝Gh＝5.4×104N×3m＝1.62×105J
（3）已知拉力F的功率为6×103W，t＝30s，根据P＝ 得拉力做的总功W总＝Pt＝6×103W×30s＝1.8×105J
提升雕像的过程中滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%＝90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
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