第十二章 简单机械第4讲 机械效率同步培优练习 2024-2025学年人教版八年级物理下册

第4讲 机械效率
板块1 机械效率
(本板块中 g 取10N/ kg)
题型 ①机械效率
智慧锦囊
(1)有用功的计算方法：当利用机械匀速提升物体时，有用功在数值上等于物体重力与升高的高度的乘积，即 当在水平方向利用机械匀速移动物体克服摩擦力做功时，有用功在数值上等于摩擦力与物体移动距离的乘积，即 其中 s 为物体移动的距离。
(2)机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率也会不同。
【例1】(2024襄阳)某建筑工地用如图所示的升降机来提升砖块。升降机货箱重 400N，每个滑轮重70N，不计钢丝绳的重力和摩擦。每块砖的质量为2kg，该升降机一次最多能匀速提升200块砖。下列说法错误的是( )
A.升降机组装的动滑轮是为了省力 B.钢丝绳上允许施加的最大拉力是1490N
C.该装置的最高机械效率是92% D.减轻动滑轮的质量，升降机的机械效率会提高
题型 ② 机械效率和功率的区别
智慧锦囊<
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功越多，做功越快；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。
【例2】如图所示，小明用同一个动滑轮分别把物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，自由端的拉力分别为 F 和F 。已知物体A 的质量小于物体B 的质量，不计绳重和轮与轴的摩擦，下列说法中正确的是()
A.物体 A 上升的速度与物体B 上升的速度相同
B. F 所做的功与 F 所做的功相同
C. F 做功的功率小于 F 做功的功率
D.滑轮提升物体A 的机械效率小于提升物体B 的机械效率
【例3】如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力 F 的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m B.物体与地面间的滑动摩擦力为32N
C.拉力 F 的功率为4W D.有用功为40J
典题精练
1.(2024随州)质量为80kg的物体放在水平地面上，与地面的接触面积为0.025m ，利用如图所示的滑轮组，工人用500N的力将重物竖直向上匀速提5m，用时50s。不计绳重、摩擦和空气阻力。下列说法正确的是( )
A.单独重物对地面的压强为3200Pa B.向下拉绳的速度是0.1m/s
C.滑轮组的机械效率为80% D.提起重物越轻，机械效率越大
2.(2024恩施)如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A.三个装置拉力的功率相等 B.乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的大
C.丙装置的机械效率比甲的小 D.甲装置所用的拉力比乙的大
3.小明站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升不同重物，不计绳重和摩擦，小明的重力为640N，与地面接触的总面积为400cm 。某次提升过程中小明对高台的压强为2.0×10 Pa，提升时间为20s，重物上升高度为2m。在上述过程中下列说法不正确的是( )
A.提升时绳自由端的速度为0.3m/s
B.拉力的功率为48W
C.若已知动滑轮重力为90N，则所提重物的重力为390N
D.若滑轮组的机械效率为80%，则所提重物的重力为380N
4.(2024黄石)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 他通过细绳b用F 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 F 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%
5.如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速推上车厢。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物重600N，沿斜面所用的推力为400N，则下列说法错误的是( )
A.利用斜面搬运货物可以省力，但不能省功
B.货物与斜面间摩擦力为 100N
C.此斜面的机械效率为70%
D.若只换用更粗糙的长木板搭成斜面，其机械效率将减小
板块 2 测量机械效率
题型 ① 测量滑轮组的机械效率
智慧锦囊<
测量滑轮(组)机械效率要注意G动的问题。
【例1】(2024武汉)测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/ cm 拉力 F/N 绳端移动距离s/ cm 机械 效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(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。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是 。
(3)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 (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，若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列选项中可以提高滑轮组机械效率的是 (选填字母标号)。
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度
(5)实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有小组同学认为应静止时读数。你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
题型 ② 测量斜面的机械效率
斜面机械效率的测量要注意的是：①摩擦力的判断，克服斜面摩擦力做的功等于额外功。②测斜面机械效率常用
【例2】小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系 ”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示)，测得的实验数据如表所示：
实验序号 斜面的倾斜程度 物体重力G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉 力 F/N 物体移动距离 s/m 有用功W有/J 总功 W总/J 机械效率η/%
① 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 62.5
② 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68.2
③ 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.25 1.55
(1)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是 %。
(2)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 。
(3)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率 。
典题精练
(2024江汉)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，实验数据记录如表所示。下列说法错误的是( )
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 0.2 1.9 0.6 70.2%
A.实验时应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高
B.通过第1次和第2次实验数据可初步得出结论：滑轮组的机械效率与重物上升高度无关
C.通过第2次和第3次实验数据可初步得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高
D.3次实验中，滑轮组所做的额外功不变
2.如图甲所示是小明“测量滑轮组的机械效率”的装置。
(1)小明测量的有关数据如表，其中第1次实验的拉力读数如图乙所示，则第1次实验的拉力为 N，第3次实验的机械效率为 。
次数 钩码所受的重力G/N 提升高 度h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 ______ 0.3 55.6%
2 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
3 3 0.1 1.2 0.3
(2)分析表中的测量结果，得到的结论是：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 。
(3)该实验要进行三次测量，其目的是 (选填“取平均值减小误差”或“得到的结论具有普遍性”)。
3.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则由图可知：
(1)同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而 ；G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率 (选填“改变”或“不改变”)。
(2)此滑轮组动滑轮的重力为 N。
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板块3 杠杆、斜面的效率
题型 ① 杠杆的效率
【例1】小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升(支点和杠杆的摩擦不计)。
(1)重为5N的钩码挂在A 点时，人的拉力 F 为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C 上升0.5m，此时有用功为 J，总功为 J，机械效率η 为 。
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到 A 点左侧的B 点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C 仍然上升0.5m。此时的机械效率η (选填“大于”“等于”或“小于”)η 。
题型 斜面的效率
【例2】如图，小明将一个重10N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为6N，小车沿斜面移动的距离s=2m，上升的高度h=0.9m，小明对小车做的有用功是 J，斜面的机械效率是 ，小车受到的摩擦力是 N。
【例3】道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，当将重为1×10 N的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端时，钢绳对小车 A 施加的沿斜面的拉力 F 为 5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车A从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是( )
A.拉力所做的功为2×10 J
B.斜面的机械效率为60%
C.该模型中的斜面和滑轮都可以省功
D.小车受到的摩擦力大小为 1000N
典题精练
1.(2024河南)如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位置，弹簧测力计示数如图所示，钩码总重为1N，钩码上升高度为0.2m，弹簧测力计移动的竖直距离为0.6m。则下列判断正确的是( )
A.该杠杆为费力杠杆 B.人利用杠杆做的有用功为0.6J
C.人利用杠杆做的额外功为0.4J D.杠杆的机械效率为66.7%
2.为模拟盘山公路，现将连接了重1.5N小球的细线穿入一根长1.5m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm，在b点处通过细线用1N的拉力(与管的轴线平行)将管口的小球从a 点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管(模拟的盘山公路)的机械效率为( )
A.83.3% B.80% C.75% D.60%
3.(2024合肥)如图甲所示，用沿斜面向上的恒力F 将重为300N的木箱匀速拉至斜面的高处。已知整个过程中拉力F 所做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程中的额外功是240J，下列说法正确的是( )
A.拉力F=150N B.木箱被提升的高度h=1.2m
C.此过程中，所做的有用功为400J D.此过程中，斜面的机械效率η=40%
4.如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA 的中点，在C 处挂重为80N的物体，用竖直向上的力 F 大小为25N，杠杆可处于静止状态。若F 的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20cm，拉力 F 的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)，若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为 ，杠杆的重为 N。若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，则杠杆的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)(不考虑摩擦)。
5.某台混合动力汽车总质量5t。
(1)如图甲所示，该汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的云峰。盘山公路相当于 ，可以省力。假设从山底到山顶的公路长2000m，山高300m，该汽车匀速由山底开往山顶，牵引力保持 不变，该汽车在盘山公路上行驶过程中受到的摩擦阻力 (选填“大于”“等于”或“小于”)牵引力，这段盘山公路的效率为多少
(2)当该车在水平路面上静止时，整车重的60%都由前轮承受，如图乙所示，则整车的重心距离车尾多少米
板块 4 滑轮(组)效率的综合计算
智慧锦囊
在滑轮组中，有用功 (G指物体重力，h指物体升高的高度)，总功 (F 指作用在绳子自由端的力，s指绳子自由端移动的距离)，额外功 (一般都不考虑绳子与滑轮间摩擦、滑轮与轴之间的摩擦做功)， 机械效率
【例】如图所示是武汉市某地铁站修建时用到的起重机，如图乙是起重机的示意图，起重机重 (包括悬臂、滑轮组及钢绳)，重心为P 。为了使起重机起吊重物时不至倾倒，在其右侧配有配重M,重心为P 。现测得AB 为10m,BO为1m,BC 为4m,CD为1.5m。
(1)匀速起吊重物时，重物的机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)计算说明配重不得超过多少 (在不吊起货物时的情景中计算)
(3)有人以为起重机配重越重越好，这样就能吊起更重的重物，你同意吗 请说明理由： 。
(4)如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起同向转动回收钢绳，从而吊起物体。在某次起吊质量为2t的建筑材料时，起吊装置的效率为80%，电动机的输出功率(即为滑轮组获得的总功率)为2kW，则右转扬机拉绳的速度是多少
典题精练
(2024襄阳)长征五号B运载火箭在中部芯级火箭周围有四个助推器，助推器内注入的推进剂为液氢、液氧和煤油。
(1)在四个助推器的作用下，“胖五”加速升空，在这个过程中，搭载的新一代载人飞船试验船受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力，它的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)载人飞船试验船的质量为22t，在“胖五”的推动下经488s的时间顺利到达离地球240km高的某一轨道上。则火箭推动载人飞船试验船上升时克服试验船的重力至少要做多少功
(3)已知单个助推器(不含推进剂)的质量为14t。吊装阶段为了移动助推器，在助推器两侧分别安装两个固定点，如图甲所示，在固定点上分别套上各自独立的钢丝绳(共4根)，然后将钢丝绳固定在上方的硬杆上(硬杆每一端的两根钢丝绳固定点之间的距离很近，忽略不计)，调整两侧的钢丝绳长度，使助推器处于水平位置，此时两侧相互平行的两根钢丝绳提供的拉力大小相等。
①吊装单个助推器(不含推进剂)的简化示意图如图乙所示，此时杠杆水平平衡，其重心在 B点，A点到CE 的距离为6m。请问沿CE 方向的两根钢丝绳提供的拉力共为多少
②在图一中若提升单个助推器(不含推进剂)时滑轮组的机械效率为70%，求每个助推器注入 140t的推进剂(液氢、液氧和煤油)后滑轮组的机械效率是多少 (不计所有钢丝绳和硬杆的质量，不计钢丝绳与滑轮间的摩擦)
板块5 其他机械的效率
(本板块中g 取10N/ kg)
【例】(2024鄂州)如图所示是某型号的水陆两用(两栖)挖掘机，其质量是4t。是一种适用于陆地、沼泽软地面及浅水作业环境的多用途挖掘机。行走装置采用多体船式浮箱结构及密封箱形履带板，能在淤泥、水面及地面上安全行走与作业。
(1)求两栖挖掘机静止在水面上时排开水的体积。
(2)挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中，正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点 A 移到最高点B，接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW，设泥沙的密度为 求此过程挖掘机的机械效率。
典题精练
三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间。升船机的核心部件承船厢内长120m、宽25m、深5m，自重1000t，容积相当于4个奥运会标准游泳池，采用全平衡钢丝绳卷扬方式提升。升船机运行时，卷扬机拉动载着水和船的承船厢缓缓上升，承船厢的最大升程(被提升的高度)为113m。求一艘排水量4000t的轮船满载时驶入装满水的承船厢后，卷扬机拉动载着水和船的承船厢在40min内提升高度为113m，卷扬机做功的效率为多少 (不计摩擦)
2.(2024十堰)我国是农业大国，取水灌溉是农耕中的重要环节。《天工开物》中记载了一种叫“筒车”的古代农业机械，“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”(意思大致为用水流冲击力，使取水筒依次随轮转动，转至高处时，筒内的水自动倾入特备的水槽内，流入农田)，图甲为筒车的简化示意图。
灌溉高度h/m 所需压强 p/×10 Pa 电机效率η/%
8 0.25 62.5
40 0.55 85
50 0.65 80
(1)筒车工作时是把 能转化为 能。
(2)若筒车接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为40W。筒车旋转一周，水流对筒车做的总功为多少焦 该筒车取水的机械效率为多大 (接水槽离倒水处的高度忽略不计)
(3)如图乙是现代农业中使用水泵灌溉梯田，水泵依靠电机运转抽水浇灌秧苗，利用电机做功是为了对水产生稳定的压力，可以将水以一定速度推到高处。某水泵出水管横截面积为 出水速度恒定为2m/s，灌溉不同高度所需的水压和电机效率如图丙所示。若用水泵灌溉50m高的田地，电机提供的压力为多大 此时电机的总功率为多少W
板块6 杠杆模型与浮力综合
(本板块中 g 取
【例】(2024 荆州)浮船坞是一种用于船只维修和建造的工程船，图甲是“峨眉山号”，它是我国自主研制的超大型浮船坞。
(1)“峨眉山号”的最大沉深是22m，当达到最大沉深时，水对船坞底部的压强为多少 Pa
(2)维修船舶要用到吊车，图乙是一种吊车的简化示意图，其吊臂可视为以O为支点的杠杆，支撑杆AB 作用于吊臂上的B 点，绞车(图中未画出)通过缆绳来起吊货物，它可以在吊臂上水平移动。(不考虑吊臂、绞车和缆绳的重力)
①在图乙中画出支撑杆对吊臂的作用力的示意图。
②绞车用缆绳将货物从C点吊运至D 点的过程中，支撑杆对吊臂的力增大了 若OC=CD=15m，点O到支撑杆AB 的距离为5m，则货物的质量为多少
(3)图丙是“峨眉山号”浮船坞横截面的简化示意图。其整体呈现规则的凹字形，总长400m，宽80m，侧壁高28m，甲板高7m。浮箱内没有水时，浮箱底部的深度为1.5m；向浮箱中持续注水96分钟后，深度为6m，继续注水62分钟后停止注水，此时达到最大沉深22m。将待维修的船舶拖入船坞后，开始向浮箱外排水，持续排水120分钟后，浮箱底部深度又回到了6m，船舶也已落在了船坞的甲板上。求待维修的船舶的质量为多少吨 (每分钟注入的水的体积保持不变且等于每分钟排出的水的体积)
典题精练
1.(2024宜昌)某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB 可视为绕O点转动的杠杆， ，A端通过细连接杆AC 与柱状浮筒连接，浮筒质量为60g，B端通过细连接杆BD 与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为 当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB 处于水平位置，连接杆竖直，大气压强 进水管中水压 除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。则刚停止进水时，求：
(1)浮筒受重力多大
(2)进水管中的水对止水阀的压力多大
(3)连接杆 BD 对止水阀的压力是多少
(4)浮筒排开水的体积是多少 并在图乙中画出此时浮筒受力的示意图。
2.(2024荆门)用两艘完全相同的起重船从平台两侧的底部将石油平台联合抬起，如图甲所示。图乙为处于平台右侧的起重船和甲板起重器工作的示意图，O点与A 点为甲板起重器的两处支撑固件，A固件下方有一个始终浸没在水中的浮筒和一台液压起重设备，B处是一个配重罐。
(1)若浮筒体积为 ，求该浮筒中的水全部排出后所受的浮力。
(2)先将充满水的浮筒全部排空，再启动液压起重设备，甲板起重器获得竖直向上的推力，将石油平台抬起，此时平台对右侧甲板起重器的压力作用点刚好在 A 的正上方。若石油平台重 B点处的配重罐重为 当石油平台被抬起时，甲板起重器A 点处受到液压起重设备的推力有多大 (不计杠杆式甲板起重机、浮筒自身的重力和浮筒壁厚度)
3.(2024鄂州)如图所示是中国自行研制的国之重器———“新光华”号半潜船，半潜船，顾名思义是有一部分船身是浸没在水中的，也称半潜式母船。专业的定义是：通过本身压载水舱的调整，把装货甲板潜入水中，以便将所要承运的特定货物从指定位置浮入半潜船的装货甲板上，将货物运到指定位置。半潜船在空载、下沉、载货的三种状如图乙所示。
(1)半潜船是通过改变 实现上浮和下沉的。
(2)实际上，半潜船在工作过程中，始终处于 (选填“漂浮”或“悬浮”)状态。
(3)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，则船底受到水的压强最小的是 ，半潜船受到的浮力最大的是 。(以上两空均选填“a”“b”或“c”)
(4)若装载质量更大的货物，在保持甲板浮出海面高度相同的情况下，请提出一种可行的措施： 。
(5)如图丙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设，整体桥梁ABC 质量为6000t，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点，当半潜船压载水舱里的水排出一部分后，甲板上升5m，此时甲板上的托举塔顶端 P 刚好接触桥梁，且PD=20m。若此时要桥梁的一端刚好离开桥墩D，求压载水舱里的水至少排出多少立方米。(海水的密度取
第4讲 机械效率
板块1 机械效率
【例1】C
【例2】D
【例3】B
【典题精练】
1. C
2. A
3. D
4. C
5. C
板块 2 测量机械效率
【例1】(1)匀速直线 0.6 (2)62.5% (3)大 不变(4)B (5)不正确 摩擦
【例2】(1)80.6 (2)费力 (3)越高
【典题精练】
1. D
2.(1)0.6 83.3% (2)大 (3)得到的结论具有普遍性3.(1)增大 不改变 (2)3
板块3 杠杆、斜面的效率
【例1】(1)1.5 2 75% (2)小于
【例2】9 75% 1.5
【例3】D
【典题精练】
1. D
2. D
3. B
4.不变 80% 10 变大
5.解:(1)斜面 小于
汽车重G= mg=5000kg×10N/ kg=5×10 N,
牵引力做的有用功
牵引力做的总功
该盘山公路的效率
=30%。
(2)以后轮为支点，汽车可抽象成杠杆，
前轮受到支持力 F 的力臂为l =6m,F=60%G,
则根据杠杆平衡条件可得
则
所以整车的重心距离车尾的距离
=4.6m。
板块4 滑轮(组)效率的综合计算
解:(1)增大
(2)OC=BC-BO=4m--1m=3m,
(3)不同意，配重过大会导致起重机以C 为支点向另一侧侧翻
∴F=6250N,
右转扬机的功率
右转扬机拉绳的速度
【典题精练】
解：(1)不是 变大
(2)试验船的重力
克服试验船的重力做的功
(3)①以 A 为支点
根据杠杆平衡条件得
即 可得
加入推进剂后
即
②另解：
即
由 得
注入助推器后
10 N,
板块5 其他机械的效率
解:(1)两栖挖掘机的质量m=4t=4000kg,
两栖挖掘机受到的重力G= mg=4000kg×10N/ kg=40000N,
两栖挖掘机静止在水面上时受到的浮力 40000N,
排开水的体积 4m 。
(2)装满铲斗的泥沙重力
挖掘机运送泥沙过程中做的有用功
挖掘机运送泥沙过程中做的总功
挖掘机运送泥沙过程中的机械效率
【典题精练】
1.解：船浮在水面上，所以船的重力
承船厢自重
水的体积V=120m×25m×5m=15000m ,承船厢中水的质量
则承船厢中水的重力
轮船驶入装满水的承船厢后，承船厢中会有水溢出，则由阿基米德原理可得
所以此时厢、水、船的总重力
卷扬机的效率
2.解:(1)动 重力势
(2)筒车旋转一周，水流对筒车做的总功 ×60s=2400J,
将水举到高处对水做的功 10N/kg×4m=1920J,
筒车取水的机械效率 80%。
(3)若用水泵灌溉50m高的田地，电机提供的压力 F=pS
此时电机的有用功率
因为
电机的总功率
板块6 杠杆模型与浮力综合
解：(1)水对船坞底部的压强
(2)①由图乙可知，支撑杆对吊臂的作用力作用点在 B点，方向沿着 AB 斜向下，如图所示。
②根据杠杆平衡条件可知，当货物在 C 点时，
有F×l=G×OC……①
当货物在 D 点时，有F'×l=G×OD……②
由②—①解得:
货物的质量
(3)由题意可知，浮箱内没有水时，浮船坞排开水的体积
向浮箱中持续注水96分钟后，浮船坞排开水的体积
由物体的漂浮条件可知，浮箱内没有水时，船坞受到的浮力
向浮箱中持续注水96分钟后，
船坞受到的浮力
则注水96分钟注入水的重力
由G= mg=ρVg和 可知：
则注水 96分钟注入水的体积
因此每分钟注入的水的体积 1500m ,
则待维修船舶落在船坞的甲板上时，
浮箱内水的体积V水 = (96min+62min---120min)×
待维修船舶落在船坞的甲板上时，船坞受到的浮力
由题意可知，待维修船舶落在船坞的甲板上时船坞排开水的体积与浮箱内没有水时船坞排开水的体积相等，
由 可知，两次船坞受到的浮力相等，
即
则
因此待维修的船舶的重力
则待维修的船舶的质量
【典题精练】
1.解：(1)浮筒所受重力
=0.6N。
(2)进水管中的水对止水阀的压力
(3)止水阀上表面所受到的大气压力
对止水阀进行受力分析可知，连接杆 BD 对止水阀的压力
(4)浮臂平衡时，由杠杆平衡条件得
则
对浮筒进行受力分析由力的平衡可得
由阿基米德原理 得浮筒排开水的体积
浮筒受到向下的重力0.6N，向下的压力2N，向上的浮力2.6N，浮筒受力示意图如图。
2.解：(1)浮筒中的水全部排出后所受浮力 10 N。
(2)由杠杆平衡条件可得：
A 点处所受合力
根据题意，平台两侧对称，所以平台对 A 点处的压力
A 点处的受力关系为
A 点处受到液压起重设备的推力
3.解:(1)自身重力 (2)漂浮 (3)a b
(4)从压载水舱排出更多海水
(5)分析图丙可知，可以将桥梁看成是一个绕E 点转动的杠杆，甲板上的托举塔顶端 P 对桥梁的支持力为动力F ，桥梁自身的重力为阻力
动力臂的长度l =PE=DE-PD=80m-20m=60m;阻力臂的长度
由杠杆平衡条件可知，桥梁的一端刚好离开桥墩D，可得动力 F 的大小
由力的平衡条件可知，压载水舱里的水再排出一部分水直到桥梁的一端刚好离开桥墩D 时，这部分水的重力与动力F 相等，所以可得再排出的水的质量
至少再排出的水的体积