10.5 机械效率
知识梳理
有用功:利用简单机械时,对人们 的功
额外功: 利用简单机械时,对人们 ,但又 做的功
机械 总功:利用简单机械时, 所做的功
效率 总功、有用功、额外功的关系:
物理学中将 与 的比值,用公式 表示
机械效率 机械效率总是 1
滑轮组的机械效率与 、 、 有关
基础知识
1.清晨,清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者,若某位师傅不小心把水桶弄进水里,捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中,下列关于做功的说法中正确的是( )
A.对水所做的功是有用功 B.对桶所做的功是总功
C.对水所做的功是总功 D.对桶所做的功是有用功
2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.物体做功越多,功率一定越大
B.机器的功率越小,机械效率一定越低
C.功率不同的机器,做的功一定不相等
D.额外功与总功之比越小,机械效率一定越大
3.工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把同样一袋沙提升相同的高度,已知沙和袋总重为100 N,滑轮重20 N(绳重和摩擦力不计),则下列说法正确的是( )
A.甲比乙更省力 B.甲做的总功比乙的多
C.甲做的有用功比乙的多 D.甲的机械效率比乙的高
4.如图所示,甲、乙杠杆的质量和长度均相同,机械摩擦不计,分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度,则在工作过程中,甲、乙杠杆的机械效率相比( )
A.甲的大 B.乙的大 C.一样大 D.无法确定
5.如图所示的甲、乙两套装置,每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200 N和100 N的重物匀速提升相同高度,若拉力均竖直向上,两装置中,相同的是( )
A.拉力大小 B.有用功 C.额外功 D.机械效率
6.如图所示的滑轮组,用500 N的拉力F在10 s内将重800 N的箱子匀速提升了2 m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为100 N
B.滑轮组的机械效率为80%
C.定滑轮的作用是省力
D.拉力的功率为100 W
7.小华通过走楼梯的方式将一大包衣服搬到五楼,有两种方法:一是把所有衣服一次搬到五楼;二是先将部分衣服搬到五楼,再搬剩下的衣服。假设她上楼的速度相同,则:
(1)第一种方法的上楼功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”,下同)第二种方法的上楼功率。
(2)第一种方法的机械效率 第二种方法的机械效率。
8.如图,用一个动滑轮将150 N的物体匀速提高,物体在10 s内上升0.5 m,拉力F为100 N,则在此过程中,有用功为 J,拉力F的功率为 W,滑轮组机械效率为 ,若增加所提物体的重力,该动滑轮的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.设长和高之比为5:3的斜面,把重400 N的物体匀速推上去,若斜面是光滑的,则所用推力至少是 N,若实际所用推力为300 N,则斜面的机械效率为 。
重难点突破
10.如图所示,装修工人正在利用动滑轮和木箱匀速向上搬运沙子。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A.增大提升木箱的速度
B.换用质量更大的动滑轮
C.把装沙子的木箱换成质量更大的铁桶
D.每次都将木箱中沙子装满
11.小明用两个相同的滑轮,组成不同的滑轮组(如图甲、乙所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,绳子自由端拉力分别为F甲、F乙,对应的滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙,下列关系中正确的是(忽略绳重及摩擦)( )
A.F甲>F乙,η甲>η乙 B.F甲<F乙,η甲=η乙
C.F甲=<F乙,η甲<η乙 D.F甲>F乙,η甲=η乙
12.如图所示,斜面长 s为1.2 m,高h为0.3 m,现将重为16 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5 N,拉力的功率为3 W,则下列说法正确的是( )
A.物体重力不做功
B.拉力做的有用功为19.2 J
C.物体所受摩擦力为5 N
D.物体由斜面底端运动到顶端用时2 s
13.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,5 s内使物体A匀速上升1 m,提升过程中拉力F的功率为160 W。已知物体A重720 N,该工人重600 N。关于该过程,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.2 m/ s
B.动滑轮重120 N
C.该工人对地面的压力为200 N
D.工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
14.用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进,已知小车的重力G=10 N,拉力大小F=15 N,该装置的机械效率是60%,则小车与地面之间摩擦力为( )
A.27 N B.36 N C.18 N D.270 N
15.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示.在匀速起吊重2.4×103 N的物体时,物体在5 s内上升了5 m,此过程中有用功为 J,钢丝绳移动的速度为 m/ s;若滑轮组的机械效率为80%,则额外功为 J,拉力F为 ,拉力F的功率为 W。
16.如图所示,弹簧测力计的示数为 N,钩码的总重为1 N,钩码上升的高度h为0.1 m,测力计竖直向上移动的距离 s为0.4 m,此时杠杆的机械效率为 。忽略杠杆转动轴的摩擦,仅将钩码的悬挂点从A移到B,若重物提升高度相同,额外功与有用功的比值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”,下同),杠杆的机械效率将 。
17.如图所示,在拉力F=50 N的作用下,一个重600 N的物体以0.1 m/ s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10 s,已知滑轮组的机械效率为80%,则物体与地面间的滑动摩擦力为 N,拉力F做功的功率为 W。
18.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示。
序号 钩码重力G/ N 钩码上升高度h/c m 拉力F/ N 绳端移动距离 s/c m 机械效率η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 2.2 30 90.9%
4 6 15 2.2 45 90.9%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。
(2)如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重为 N。
(3)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(4)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物所受重力越 (选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(5)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
19.如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为350 N的物体,物体在10 s内竖直上升了1 m,人拉绳的力为250 N。(不计绳重和摩擦)求:
(1)人拉绳子做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
能力提升
20.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5 m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示.不计摩擦,下列分析正确的是( )
A.动滑轮的重力为10 N
B.动滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少
D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为7.5 J
21.如图所示,用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从底端匀速拉到斜面顶端,两次的机械效率分别为η甲、η乙,下列分析正确的是( )
A.η甲>η乙 B.η甲<η乙
C.η甲=η乙 D.条件不足,无法比较
22.为创建省级文明县城,提升城市品味,我县对主要街道进行改造。如图是一辆东风牌汽车发动机功率为160 kW,运送5 t的沙石,以5 m/ s的速度在30°角的东门坡匀速到达坡顶,已知东门坡长300 m(g取10 N/kg),则下列说法正确的是( )
A.汽车从斜坡底端到达坡顶的时间约是6 min
B.汽车上坡时的牵引力是3.2×104 N
C.汽车做的有用功为1.5×107 J
D.汽车运送沙石的机械效率是64%
23.如图所示,工人用滑轮组把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G,每个滑轮的重力为G滑,此装置的机械效率为η,则工人所用的拉力在下述表达中正确的是( )
A. B. C. D.
24.如图所示,物体A重50 N,物体B重30 N,每个滑轮重3 N,物体A在物体B的作用下沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F拉动A,使物体B匀速上升0.2 m(不计滑轮组中的摩擦及绳重),下列选项错误的是( )
A.物体A向右匀速直线运动时,绳子对它的拉力为11 N
B.物体B匀速上升0.2 m,滑轮组做的有用功为6 J
C.力F做的功为13.2 J
D.滑轮组的机械效率为83%
25.如图甲,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为120 N的物体匀速提起,在4 s内绳子自由端移动的距离为 s=3 m.图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离 s的关系图。
(1)计算物体上升的速度v= m/ s。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ,并计算出该物理量大小是 。
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率是 。
26.工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。石材放在水平地面上,在大小为500 N的拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示。滑轮组和绳子的自重不计,滑轮组的机械效率为80%。在此过程中石材移动了8 m,(g=10 N/kg) 求:
(1)石材移动的速度;
(2)工人做的总功;
(3)石材在水平方向上受到的阻力f。
参考答案与试题解析
知识梳理
有用;没有用;不得不;动力;总功=有用功+额外功;有用功;总功;η=W有/W总;小于;物重;动滑轮重;绳重及摩擦
基础知识
1.【解答】解:师傅不小心把水桶弄进水里,目的是为了把水桶提上来,所以对水桶做的功为有用功;
但水桶里面有一些水,又不得不对水做功,所以对水做的功为额外功;
手对绳子拉力做的功,包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功,为总功,故ABC错误、D正确。
故选:D。
2.【解答】解:
A.功率是功与时间的比值,做功多,时间不确定,功率大小不能确定,故A错误;
B.机械效率是有用功与总功之比:η=,机械功率是物体在单位时间内做的功,P=,机械效率与机械功率大小没有直接关系,故B错误;
C.由W=Pt可知,做功多少还受时间的影响,功率不同的机器,做的功可能相等,故C错误;
D.总功包括有用功和额外功,额外功在总功中占比例越小,则有用功在总功中占比例越大,机械效率越高,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:
A.由图可知,甲滑轮是定滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力,为100 N;乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,则F乙=(G+G动)=×(100 N+20 N)=60 N,所以,F甲>F乙;故A错误;
BCD.两幅图中的W有是克服物体重力做的功,由于匀速提升相同物体到相同的高度,则有用功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式η=×100%可知,有用功相同时,总功越大的,机械效率越小,所以η甲>η乙,故BC错误,D正确。
故选:D。
4.【解答】解:使用杠杆提升物体时,克服物体重力做的功是有用功,
物体A重力一定,提升相同的高度,
根据W=Gh可知,拉力所做的有用功相比W甲=W乙;
由图知:使用甲装置提起物体时,拉力做的功包括两部分:克服物重、克服杠杆重力;
使用乙装置提起物体时,由于杠杆的重心在O点,所以拉力做的功只要克服物重即可。由η=知:乙装置的机械效率更高。
故选:B。
5.【解答】解:(1)每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计,由图可知,甲图n=2,而乙图n=3,所以F甲=,F乙=。故A错误。
(2)克服重力所做的功就是有用功,即W=Gh,也就是重力乘以重物被举高的高度,
W甲=200 N×h,W乙=100 N×h,W甲不等于W乙,故B错误。
(3)绳重和摩擦不计,所以克服动滑轮所做的功就是额外功,W额=G动h,也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度,由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度,所以两装置中,额外功相同。故C正确。
(4)η==,W额相同,而有用功不同,所以机械效率不同,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:A.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=2×500 N﹣800 N=200 N,故A错误;
B.滑轮组的机械效率 η======80%,故B正确;
C.定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向,故C错误;
D.绳子自由端移动的距离 s=nh=2×2 m=4 m,拉力做的总功:W总=F s=500 N×4 m=2000 J,则拉力做功的功率:P===200 W,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:(1)(2)设衣服的重力为G;
把所有衣服一次搬到五楼:W有1=Gh,人做的总功:W总1=Gh+G人h,
则机械效率η1===,
上一次楼时间为t,其功率P1==+;
分两次送上楼的有用功:W有2=Gh,人做的总功:W总2=Gh+2G人h,
则机械效率η2==,
上楼的时间为2t,其功率P2==+,
比较得η1>η2,P1>P2。
故答案为:(1)大于;(2)大于。
8.【解答】解:(1)有用功:W有=Gh=150 N×0.5 m=75 J;
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离 s=nh=2×0.5 m=1 m,
拉力做的总功:W总=F s=100 N×1 m=100 J,
拉力做功的功率:P===10W;
(3)动滑轮的机械效率:η=×100%=×100%=75%;
(4)若增加所提物体的重力,由W有=Gh可知,有用功增加,但动滑轮的重力不变,额外功几乎不变,根据η===可知,动滑轮的机械效率变大。
故答案为:75;10;75%;变大。
9.【解答】解:
(1)设斜面的长为 s、高为h,则 s:h=5:3,
斜面是光滑的,摩擦不计,推力最小,此时推力做功等于不用斜面直接提升物体做的功,
即F s=Gh,
最小推力:
F==400 N×=240 N;
若实际推力为300 N,斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=××100%=80%。
故答案为:240;80%。
10.【解答】解:A.动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关,故A不符合题意;
B.换用质量更大的动滑轮,额外功增加,有用功在总功中所占的比例将减小,机械效率降低,故B不符合题意;
C.把装沙子的木箱换成质量更大的铁桶,在有用功不变的情况下,增大了克服铁桶重力所做的功,使得额外功增大,机械效率会降低,故C不符合题意;
D.动滑轮重力不变,所以额外功不变;每次都将木箱中沙子装满,有用功会增大,有用功在总功中所占的比例将增大,机械效率会增大,故D符合题意。
故选:D。
11.【解答】解:不计绳重及摩擦,
(1)因为拉力F=(G物+G动),n1=2,n2=3,
所以绳子受的拉力:F甲=(G物+G动),F乙=(G物+G动),所以F甲>F乙;
(2)因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,由η=可知,滑轮组的机械效率相同,即η1=η2;故D正确。
故选:D。
12.【解答】解:
AB.拉力做的有用功,即重力做功,W有=Gh=16 N×0.3 m=4.8 J,故AB错误;
C.拉力做的总功W总=F s=5 N×1.2 m=6 J,物体克服摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有=6 J﹣4.8 J=1.2 J,
物体与斜面间的摩擦力f===1 N,故B正确;
D.由P=可得,物体由斜面底端运动到顶端用时t===2 s,故D正确。
故选:D。
13.【解答】解:A.由图可知,滑轮组承担物重绳子的有效股数n=2,5 s内绳子自由端移动的距离 s=nh=2×1 m=2 m,绳子移动的速度 v===0.4 m/ s,故A错误;
B.由P===Fv可得,绳子自由端的拉力F===400 N,不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮重G动=nF﹣G=2×400 N﹣720 N=80 N,故B错误;
C.该工人对地面的压力F压=G人﹣F=600 N﹣400 N=200 N,故C正确;
D.工人施加的最大拉力F′=G人=600 N,不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦,提升物体的最大重力G'=2F′﹣G动=2×600 N﹣80 N=1120 N,此时滑轮组的机械效率最大,滑轮组的最大机械效率η=====≈93.3%,故D错误。
故选:C。
14.【解答】解:使用该滑轮组所做有用功:W有=f s物,
总功:W总=F s绳=Fn s物=3F s物,
由=60%得,
=60%,即:=60%,
小车与水平地面之间的摩擦力:f=3×15 N×60%=27 N。
故选:A。
15.【解答】解:(1)有用功:W有=Gh=2.4×103 N×5 m=1.2×104 J;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离: s=nh=3×5 m=15 m,钢丝绳移动的速度:v===3 m/ s;
(3)由η=×100%可得,拉力做的总功:W总===1.5×104 J;
则额外功:W额=W总﹣W有=1.5×104 J﹣1.2×104 J=3×103 J;
(4)由W总=F s可得,拉力:F===103 N;
(5)拉力做功的功率:P===3×103W。
故答案为:1.2×104;3;3×103;103;3×103。
16.【解答】解:
(1)由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1 N,所以它的示数是0.5 N。
(2)在实验过程中,有用功是:W有=Gh=1.0 N×0.1 m=0.1 J,
总功是:W总=F s=0.5 N×0.4 m=0.2 J,
所以杠杆的机械效率是:η=×100%=×100%=50%;
(3)杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且W有+W额=W总;
设杠杆重心升高的距离为h,所以,Gh1+G杠h=F s,G不变,h1不变,G杠不变,
钩码从A点到B点,钩码还升高相同的高度,有用功不变;
杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离h变小,克服杠杆重力所做的额外功变小,所以额外功与有用功的比值将减小;
因为Gh1+G杠h变小,所以F s也变小;根据:η==可知,总功变小,有用功不变,所以机械效率η增大。
故答案是:0.5;50%;减小;增大。
17.【解答】解:(1)由v=可知,物体移动的距离: s物=v物t=0.1 m/ s×10 s=1 m,
由图可知n=3,绳子自由端移动的距离 s=nh=3×1 m=3 m,
拉力做的总功:W总=F s=50 N×3 m=150 J,
由η=×100%可知,有用功:W有=ηW总=80%×150 J=120 J,
由W有=f s物可知,物体与地面间的滑动摩擦力:f===120 N;
(2)拉力做功的功率:P===15W。
故答案为:120;15。
18.【解答】解:
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动;
(2)在第一次实验时,动滑轮上绳子的段数:
n===3,
忽略绳重和摩擦,根据F=(G+G动)可得动滑轮的重:
G动=3F﹣G=3×0.8 N﹣2 N=0.4 N;
(3)第2次实验时所做的有用功为:W有用=Gh=4 N×0.1 m=0.4 J;
第2次做的总功:W总=F s=1.5 N×0.3 m=0.45 J;
则第2次滑轮组的机械效率:η==×100%≈88.9%;
(4)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高;
分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;
(5)A.增大绳重,增大了额外功,而有用功不变,总功增大,则有用功与总功的比值变小,即机械效率变小,故A错误;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,而有用功不变,总功减小,则有用功与总功的比值变大,即机械效率变大,故B正确;
C.由(4)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,所以v=可知滑轮组的机械效率与物体提升的速度无关,故C错误;
故选B。
故答案为:(1)匀速;(2)0.4;(3)0.4;88.9%;(4)大;无关;(5)B。
19.【解答】解:(1)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×1 m=2 m,
做的总功:
W总=F s=250 N×2 m=500 J,
拉力做功功率:
P===50W;
(2)做的有用功:
W有=Gh=350 N×1 m=350 J,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=70%;
(3)不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=2×250 N﹣350 N=150 N。
答:(1)人拉绳子做功的功率为50W;
(2)滑轮组的机械效率为70%;
(3)动滑轮的重力为150 N。
20.【解答】解:A.由图乙可知,提升物重G=15 N时,滑轮组的机械效率η=50%,
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率:η======50%,
解得动滑轮重力:G动=15 N,故A错误;
B.使用滑轮组时,需要提升动滑轮做额外功,使得有用功小于总功,滑轮组的机械效率总小于100%,故B错误;
C.滑轮组的机械效率越高,说明有用功与总功的比值越大,拉力做功不一定少,故C错误;
D.由题知,利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5 m,提升动滑轮上升的高度也都是0.5 m,则每次提升重物时,不计绳重和摩擦,滑轮组做的额外功都为:W额=G动h=15 N×0.5 m=7.5 J,故D正确。
故选:D。
21.【解答】解:已知AB>AC,拉力相同,由W=F s可知,W1总>W2总;已知物体的重力不变,斜面的高度不变,故由W=Gh可知,将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同,W1有=W2有;因为W1总>W2总,由η=可得,η甲<η乙。
故选:B。
22.【解答】解:
A.由v=可得,汽车从斜坡底端到达坡顶的时间t===60 s=1 min,故A错误;
B.由P=Fv可得,汽车上坡时的牵引力F===3.2×104 N,故B正确;
C.坡顶的高度h= s× sin30°=300 m×=150 m,
汽车做的有用功:W有=Gh= mgh=5×103kg×10 N/kg×150 m=7.5×106 J,故C错误;
D.汽车做的总功:W总=F s=3.2×104 N×300 m=9.6×106 J,
汽车运送货物的机械效率:η=×100%=×100%=78.125%,故D错误。
故选:B。
23.【解答】解:
设物体上升的高度为h,
由图示可知,n=2,
由η====可知,工人所用的拉力:F=,故A正确;
不计绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦,只计动滑轮的重力时,
由(1﹣η)====可得,F=,
由于实际使用时,绳子的重力和绳子与滑轮间的摩擦是存在的,因此F>,故BCD错误。
故选:A。
24.【解答】解:
A.由图可知,滑轮组承担物重的绳子股数n=3,
不计滑轮组中的摩擦及绳重,物体A向右匀速直线运动时,绳子对它的拉力:
F1=(GB+G动)=×(30 N+3 N)=11 N,故A正确;
B.如果在物体A上施加一个水平向左的力F拉动A,使物体B匀速上升0.2 m,
则滑轮组做的有用功:W有=GBh=30 N×0.2 m=6 J,故B正确;
C.因物体A向右匀速直线运动时处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力,
所以,物体A受到的摩擦力:f=F1=11 N,
因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,
所以,如果在物体A上施加一个水平向左的力F拉动A,使物体B匀速上升时其受到的摩擦力不变,
此时物体A受到水平向左的力F、水平向右的滑动摩擦力和绳子的拉力作用处于平衡状态,
所以,由物体A受到的合力为零可得:F=F1+f=11 N+11 N=22 N,
物体A移动的距离: s=nh=3×0.2 m=0.6 m,
力F做的功:W总=F s=22 N×0.6 m=13.2 J,故C正确;
D.滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈45.5%,故D错误。
故选:D。
25.【解答】解:(1)由图可知n=3,物体上升的高度:h===1 m,
则物体上升的速度:v===0.25 m/ s;
(2)纵坐标表示力F,大小为50 N,大小不变,横坐标表示距离 s,大小为3 m,
所以阴影部分表示力所做的功:W=F s=50 N×3 m=150 J;
(3)滑轮组的机械效率:η======80%。
故答案为:(1)0.25;(2)功;150 J;(3)80%。
26.【解答】解:(1)由乙图可得,在t=5 s内石材移动的距离 s=1.0 m,石材匀速运动的速度:v===0.2 m/ s;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离 s=n s石=3×8 m=24 m,
拉力做的总功:W总=F s=500 N×24 m=1.2×104 J;
(3)因为η====,所以石材在水平方向上受到的阻力:f=nηF=3×80%×500 N=1200 N。
答:(1)石材移动的速度为0.2 m/ s;
(2)工人做的总功为1.2×104 J;
(3)石材在水平方向上受到的阻力为1200 N。
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