2023年浙江省中考科学三轮复习——易错题6 机械效率及其计算（含解析）

2023年浙江省中考科学三轮复习——易错题6机械效率及其计算
一．选择题（共5小题）
1．（2021 钱塘区模拟）如图所示，用300N的力沿斜面将600N的物体匀速推到斜面的顶部，斜面的长度为3m，高度为1m。下列说法正确的是（　　）
A．此斜面的机械效率为50%
B．人们使用斜面主要是为了省功
C．物体受到的摩擦力是100N
D．运动过程中木块的机械能守恒
2．（2023 鹿城区模拟）如图甲为工人师傅用滑轮组提升重物的装置示意图，已知动滑轮和水桶总重20N，将重为160N的水以0.2m/s的速度匀速提起，所用时间为20s，此过程工人拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．工人的拉力为200N
B．工人做功的功率为100W
C．绳子自由端移动的距离为4m
D．该装置的机械效率为80%
3．（2023 杭州模拟）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
4．（2021秋 鄞州区期末）如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）
A．重物在A点处人做的有用功多
B．重物在B点处人做的有用功多
C．重物在A点处杠杆的机械效率高
D．重物在B点处杠杆的机械效率高
5．（2022 鄞州区模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 德清县期末）如图所示，斜面长为5米，高为3米。现用大小为90牛的平行于斜面的拉力F，将一个重为120牛的物体由斜面底端匀速拉到顶端，则该斜面的机械效率是 　 　；物体受到的摩擦力是 　 　牛。
7．（2022秋 江北区期末）如图有AB和AC两个高度相等、长度不等的斜面，两者粗糙程度相同。现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端。此过程中，物体克服重力做功WAB　 　WAC（填“＝”“＜”或“＞”，下同）；斜面的机械效率ηAB　 　ηAC。
8．（2022 海曙区校级三模）小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且AC＝BC＝OB；
（1）该实验中杠杆所做的额外功主要是 　 　。
（2）他将重为G的钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为＝　 　（用物理量的符号表示）；
（3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数F2　 　F1，杠杆的机械效率η1　 　η2（均选填“＞”或“＜”或“＝”）。
三．实验探究题（共1小题）
9．（2023 柯桥区模拟）用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数F0＝20.0N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。
次数 斜面 弹簧测力计 示数F/N 斜面长度 L/m 省力大小△F/N （ΔF＝F0﹣F） 机械效率 η%
1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0
2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9
3 丙 14 0.40 6.0 ？
根据表中数据回答下列问题：
（1）斜面甲省力大小ΔF甲＝　 　N；
（2）比较甲、乙实验结果，可以认为 　 　（选填字母，有可能不止一项正确，下同），比较甲、丙实验结果，可以认为 　 　。
A.斜面省力大小与斜面倾角有关
B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
D.斜面机械效率与斜面倾角无关
E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
四．计算题（共3小题）
10．（2022秋 杭州期末）一工人师傅用一根质量不计的绳子绕在质量为48千克的汽油桶上（如图所示），绳子的一端固定在斜面的上端A点，工人师傅拉着绳子的另一端将该汽油桶匀速拉上高为1米的平台，斜面与水平面的夹角为30°，拉动过程中的机械效率为80%。求：
（1）汽油桶所增加的机械能；
（2）人所需施加的拉力F的大小。
11．（2023 下城区模拟）小徐同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为80kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变（不计绳重和摩擦），请帮小徐完成下列问题：
（1）电动机对绳子的拉力多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥，该滑轮组的机械效率如何变化？
12．（2022 拱墅区校级一模）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）
求：（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
五．解答题（共3小题）
13．（2023 拱墅区模拟）某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2．挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H＝2m。（如图乙所示）（取g＝10N/kg）求：
（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？
（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？
（3）若发动机的总功率是20kW，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？
14．（2022 上虞区一模）某地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）图1为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。试回答以下问题：
（1）图1为起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2。
（2）箱梁的密度是 　 　。
（3）架桥机在此过程中的有用功和架桥机在此过程中的机械效率各是多少？
15．（2022 温州模拟）小明设计了如图所示的自动抽水机。打水高度共6米，皮带上每1米挂着一个可不计质量、容积为0.001m3的小桶。流水冲击叶片带动皮带以0.1米/秒的速度运动。
（1）若打水时每只小桶装满水，从静止开始工作1分钟能打上多少千克的水？
（2）经工程师测算，流水对叶片的功率为20瓦时，恰能使该抽水机以0.1米/秒的速度打水，则此抽水机的机械效率是多少？
2023年浙江省中考科学三轮复习——易错题6机械效率及其计算
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2021 钱塘区模拟）如图所示，用300N的力沿斜面将600N的物体匀速推到斜面的顶部，斜面的长度为3m，高度为1m。下列说法正确的是（　　）
A．此斜面的机械效率为50%
B．人们使用斜面主要是为了省功
C．物体受到的摩擦力是100N
D．运动过程中木块的机械能守恒
【解答】解：
A、克服重力做的有用功：W有用＝Gh＝600N×1m＝600J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝300N×3m＝900J，
斜面的机械效率：η100%100%≈67%，故A错误；
B、人们使用斜面主要是为了省力，根据功的原理可知，使用斜面不能省功，故B错误；
C、克服摩擦做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝900J﹣600J＝300J，
由W额＝fs可得摩擦力：f100N，故C正确；
D、木块沿斜面向上匀速运动，质量不变，速度不变，所以动能不变；同时高度增加，则重力势能增大，因机械能等于动能与势能的总和，所以木块的机械能增大，机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
2．（2023 鹿城区模拟）如图甲为工人师傅用滑轮组提升重物的装置示意图，已知动滑轮和水桶总重20N，将重为160N的水以0.2m/s的速度匀速提起，所用时间为20s，此过程工人拉力做的功随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．工人的拉力为200N
B．工人做功的功率为100W
C．绳子自由端移动的距离为4m
D．该装置的机械效率为80%
【解答】解：ABC．由v可得，20s内水桶上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×20s＝4m，
由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m，故C错误；
由图乙可知，20s内拉力做的总功：W总＝800J，
由W＝Fs可得，工人的拉力：F100N，故A错误；
工人做功的功率：P40W，故B错误；
D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝160N×4m＝640J，
该装置的机械效率：η100%100%＝80%，故D正确。
故选：D。
3．（2023 杭州模拟）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
【解答】解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功的功率：PFv＝5N×0.2m/s＝1.0W，故A正确；
B、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，则fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝8N，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，滑轮组的机械效率：η100%＝80%，故C错误；
D、若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：A。
4．（2021秋 鄞州区期末）如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是（　　）
A．重物在A点处人做的有用功多
B．重物在B点处人做的有用功多
C．重物在A点处杠杆的机械效率高
D．重物在B点处杠杆的机械效率高
【解答】解：（1）∵利用杠杆提升重物，
∴W有用＝Gh，
∵在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度，
∴在A、B两处人做的有用功相同，故A、B选项错误。
（2）由图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，而杠杆的重心上升的高度hA＞hB，
∵W额外＝G杆h，
∴W额外A＞W额外B，
∵在A、B两处人做的有用功相同，而W总＝W有用+W额外，
∴W总A＞W总B，
∵η，
∴ηA＜ηB．所以C选项错误，D选项正确。
故选：D。
5．（2022 鄞州区模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1.5m＝3m，
绳子自由端移动的速度：v0.6m/s，故A错误；
B、由PFv可知，绳子自由端的拉力：F300N，
因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故B错误；
C、此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支＝G人﹣F＝700N﹣300N＝400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，因此工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故C正确；
D、人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，即绳子自由端的最大拉力：F最大＝G人＝700N，
因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以此时能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×700N﹣60N＝1340N，
滑轮组的最大机械效率：η最大100%≈95.7%，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 德清县期末）如图所示，斜面长为5米，高为3米。现用大小为90牛的平行于斜面的拉力F，将一个重为120牛的物体由斜面底端匀速拉到顶端，则该斜面的机械效率是 　80%　；物体受到的摩擦力是 　18　牛。
【解答】解：
（1）拉力做的总功：W总＝Fs＝90N×5m＝450J，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝120N×3m＝360J，
斜面的机械效率：
η100%100%＝80%；
（2）因为W总＝W有用+W额
所以克服摩擦做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝450J﹣360J＝90J，
因为W额＝fs，
所以斜面对物体的摩擦力：
f18N。
故答案为：80%；18。
7．（2022秋 江北区期末）如图有AB和AC两个高度相等、长度不等的斜面，两者粗糙程度相同。现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端。此过程中，物体克服重力做功WAB　＝　WAC（填“＝”“＜”或“＞”，下同）；斜面的机械效率ηAB　＞　ηAC。
【解答】解：将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端，物体上升的高度是相同的，根据W＝Gh可知，克服重力所做的功是相同的，即WAB＝WAC；
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，接触面的粗糙程度相同，斜面的倾角越大，物体对斜面的压力越小，摩擦力越小，即fAB＜fAC，
AC斜面的长度大于AB，物体在斜面AB上的摩擦力小于在斜面AC上的摩擦力，根据W＝fs可知，AB上克服摩擦力做的功要小于AC上克服摩擦力所做的功，即斜面AB的额外功要小于斜面AC的额外功，由于克服物体重力所做的功即有用功相同，额外功越大的，总功越大，根据η可知，在斜面AB的效率要高于在斜面AC的效率，即ηAB＞ηAC。
故答案为：＝；＞。
8．（2022 海曙区校级三模）小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且AC＝BC＝OB；
（1）该实验中杠杆所做的额外功主要是 　使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功　。
（2）他将重为G的钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为＝　100%　（用物理量的符号表示）；
（3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数F2　＞　F1，杠杆的机械效率η1　＜　η2（均选填“＞”或“＜”或“＝”）。
【解答】解：（1）因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功、克服摩擦力等做功，就有了额外功；
（2）有用功：W有＝Gh2；总功：W总＝F1h1，则杠杆的机械效率为η100%100%；
（3）悬挂点移至C点，从图中可以看出，拉力的力臂不变，钩码的重力不变，钩码的重力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，即F2＞F1；
悬挂点移至C点时，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功，根据η知机械效率变大，即η1＜η2。
故答案是：（1）使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功；（2）100%；（3）＞；＜。
三．实验探究题（共1小题）
9．（2023 柯桥区模拟）用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数F0＝20.0N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。
次数 斜面 弹簧测力计 示数F/N 斜面长度 L/m 省力大小△F/N （ΔF＝F0﹣F） 机械效率 η%
1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0
2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9
3 丙 14 0.40 6.0 ？
根据表中数据回答下列问题：
（1）斜面甲省力大小ΔF甲＝　2.6　N；
（2）比较甲、乙实验结果，可以认为 　BE　（选填字母，有可能不止一项正确，下同），比较甲、丙实验结果，可以认为 　AF　。
A.斜面省力大小与斜面倾角有关
B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
D.斜面机械效率与斜面倾角无关
E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
【解答】解：（1）由图1次实验数据知，斜面甲省力大小ΔF甲＝F0﹣F甲＝20.0N﹣17.4N＝2.6N；
（2）实验是为了斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。每次实验将同一物体拉到同一高度。
①由题知，甲、乙两次实验，斜面倾角相等，甲、乙的斜面表面粗糙程度不相同。
由表中数据知，ΔF甲＞ΔF乙，能说明B，即斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关；
同时，由表中数据知，两次实验的机械效率η甲＞η乙，能说明斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关；
②甲、丙两实验，斜面表面粗糙程度相同，斜面倾角不相等。
由表中数据知，F甲＞F丙，能说明A，即斜面省力大小与斜面倾角有关；
丙的机械效率为：η丙85.7%；此时η甲＞η丙，能说明D错误；
根据以上可知，斜面机械效率与斜面倾角、斜面表面粗糙程度有关，能说明F。
故答案为：（1）2.6；（2）BE；AF。
四．计算题（共3小题）
10．（2022秋 杭州期末）一工人师傅用一根质量不计的绳子绕在质量为48千克的汽油桶上（如图所示），绳子的一端固定在斜面的上端A点，工人师傅拉着绳子的另一端将该汽油桶匀速拉上高为1米的平台，斜面与水平面的夹角为30°，拉动过程中的机械效率为80%。求：
（1）汽油桶所增加的机械能；
（2）人所需施加的拉力F的大小。
【解答】解：（1）外力对物体做的有用功为：W有用＝Gh＝mgh＝48kg×10N/kg×1m＝480J，外力对物体做的有用功等于重力势能增加量，即机械能的增加量为480J；
（2）由题意知，斜面长度L2m；汽油桶相当于一个动滑轮，所以汽油桶滚上斜面后拉力F通过的路程为s＝2L，
由η，解得，F150N。
答：（1）汽油桶所增加的机械能为480J；
（2）人所需施加的拉力F的大小150N。
11．（2023 下城区模拟）小徐同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为80kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变（不计绳重和摩擦），请帮小徐完成下列问题：
（1）电动机对绳子的拉力多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥，该滑轮组的机械效率如何变化？
【解答】解：（1）由P可得电动机做功：
W总＝Pt＝800W×15s＝1.2×104J，
由图可知，n＝3，拉力端移动的距离s＝3h＝3×10m＝30m，
由W总＝Fs可得，电动机对绳子的拉力：
F400N；
（3）电动机做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×10m＝8000J，
该滑轮组的机械效率：
η100%66.7%；
（3）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η，滑轮组机械效率的大小与提升重物的速度大小无关；利用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥时，水泥的质量变大、重力G变大，机械效率变大。
答：（1）电动机对绳子的拉力为400N；
（2）该滑轮组的机械效率为66.7%；
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥该滑轮组的机械效率变大。
12．（2022 拱墅区校级一模）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）
求：（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
【解答】解：
（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，
则滑轮组的机械效率：
η，
即：80%，
解得物体M2的重力：G＝80N；
（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：
F50N；
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h，
由v可得绳子自由端的速度为：
v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
PFv绳＝50N×1m/s＝50W；
（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：
F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
FAFB170N＝255N，
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：
F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：
F压＝F支＝245N。
答：（1）物体M2的重力为80N；
（2）拉力F的功率为50W；
（3）物体M1对水平面的压力为245N。
五．解答题（共3小题）
13．（2023 拱墅区模拟）某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2．挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H＝2m。（如图乙所示）（取g＝10N/kg）求：
（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？
（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？
（3）若发动机的总功率是20kW，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？
【解答】解：
（1）挖掘机对地面的压力为
F＝G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N，
挖掘机对地面的压强为
P2×104Pa；
（2）泥石的重力为
G＝mg＝750kg×10N/kg＝7.5×103N
对泥石做的功为
W有用＝Gh＝7.5×103N×2m＝1.5×104J；
（3）挖掘机做的总功为
W总＝Pt＝2×104W×6s＝1.2×105J
挖掘机的机械效率为η12.5%。
答：
（1）挖掘机对地面的压强为2×104Pa；
（2）挖掘机对泥石做的功为1.5×104J；
（3）挖掘机的机械效率为12.5%。
14．（2022 上虞区一模）某地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）图1为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。试回答以下问题：
（1）图1为起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2。
（2）箱梁的密度是 　2.5×103kg/m3　。
（3）架桥机在此过程中的有用功和架桥机在此过程中的机械效率各是多少？
【解答】解：（1）由支点O向F2的作用线引垂线，垂线段的长度即为其力臂l2；
（2）①箱梁的密度ρ2.5×103kg/m3，
②箱梁重力G＝mg＝5×105kg×10N/kg＝5×106N，
将箱梁提升高度h＝1m，
架桥机在此过程中的有用功W有用＝Gh＝5×106N×1m＝5×106J，
③已知架桥机滑轮组总拉力F＝4×105N，自由端移动距离s＝25m，
总功W总＝Fs＝F＝4×105N×25m＝1×107J，
架桥机在此过程中的机械效率η100%100%＝50%。
答：（1）见解答图；（2）2.5×103kg/m3；（3）架桥机在此过程中的有用功为＝5×106J；机械效率各是50%。
15．（2022 温州模拟）小明设计了如图所示的自动抽水机。打水高度共6米，皮带上每1米挂着一个可不计质量、容积为0.001m3的小桶。流水冲击叶片带动皮带以0.1米/秒的速度运动。
（1）若打水时每只小桶装满水，从静止开始工作1分钟能打上多少千克的水？
（2）经工程师测算，流水对叶片的功率为20瓦时，恰能使该抽水机以0.1米/秒的速度打水，则此抽水机的机械效率是多少？
【解答】解：（1）小桶1min运动的路程s＝vt＝0.1m/s×1×60s＝6m，
1桶水的质量m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.001m3＝1kg，
打水高度共6米，则1min能打上的水的桶数为：6（桶），
从静止开始工作1分钟能打上的水的质量m′＝6×1kg＝6kg；
（2）正常工作，有6个桶装满水，则总重G＝m′g＝6kg×10N/kg＝60N，
打水功率P1＝Gv＝60N×0.1m/s＝6W，
此抽水机的机械效率是η30%。
答：（1）从静止开始工作1分钟能打上6千克的水；
（2）此抽水机的机械效率是30%。