人教版初中物理八年级下册第十二章第三节12.3机械效率计算题专项训练附答案
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| 名称 | 人教版初中物理八年级下册第十二章第三节12.3机械效率计算题专项训练附答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 484.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-06-14 01:17:37 | ||
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文档简介
1．用如图所示滑轮组将重6×103N的物体匀速提高2m，滑轮组的机械效率为60%，所用的时间为20s．求：
（1）有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率．
2．如图所示，使用滑轮组将一质量为60kg的重物提起，求：
（1）重物的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）拉力F的大小是多少？（若不记滑轮重和摩擦力）
3．如图所示，用一动滑轮拉物体A以0.5
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（1）拉力F的大小是多少？
（2）在2s内绳的自由端被拉过了多少米？
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4．用动滑轮将重800N的物体提升了2m，测得人拉绳子的力是500N，在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是多少？
5．如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在竖直向上的拉力F的作用下，将物体提升了2
m．求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）拉力F的大小．
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6．如图，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=
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（1）物体G的重力大小为多少？
（2）F的大小为多少？
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7．如图所示的装置中，某人将质量为10千克的货物匀速提升2米，在整个过程中拉力的功率为49瓦．
求：（1）手对绳的拉力F
（2）绳拉重物所做的功W
（3）提升货物所用时间t．
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8．如图1所示，建筑工人用滑轮组提升重为3
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（1）人在10s内所做的有用功是多少？
（2）人在10s内所做的总功是多少？
（3）人对绳子所做功的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？
9．外力对水泵做了7×104J的总功，水泵把250kg的水送到20m高处，水泵完成的有用功为多少J？水泵机械效率为多大？
10．如图，AOB为轻质杠杆，O为支点，圆柱体C的质量为60kg，底面积为0.1m2，OA=0.1m，OB=0.3m，请完成下列计算：
（1）将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1多大？
（2）将圆柱体C挂在A点，要使它对水平地面的压强为3000Pa，在B点竖直向下的拉力F2多大？（画出圆柱体C的受力示意图）
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11．如图所示，利用滑轮组
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（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
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12．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的总功W总；
（3）求滑轮组的机械效率η．
13．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．
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14．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，
( http: / / www.21cnjy.com )杠杆左端A处挂了一块，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm．
（1）求绳子对杠杆A端的拉力．
（2）若物块的体积为10cm3，求物块在水中所受到的浮力．
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15．如图所示，物体A质量为1kg
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（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？
（3）物体A的密度是多少？
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16．如图所示，小型牵引车通过滑轮
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求：（1）拉力F的大小．
（2）动滑轮所受的重力．
（3）拉力F的功率P．
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17．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，
( http: / / www.21cnjy.com )已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
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18．用如图所示的滑轮组从
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（1）物体A的浮力F浮；
（2）物体A所受的重力GA．
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19．如图，一卡车车厢底
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（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，求推力的功率．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？
（3）求木箱在斜面上受到的摩擦力．
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20．在一次物理课上，小明利用老师提供
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（1）物体移动的距离；
（2）该装置的机械效率；
（3）动滑轮的重力．
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21．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面低端拉倒顶端．求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）该装置的机械效率为多少？
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22．如图所示，工人用滑轮组提升重480N的物体，所用拉力F为200N，物体以0.2m/s上升了2m，求
（1）拉力F做的总功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
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23．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将
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（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
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24．如图所示，质量为20kg的物体沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，地面与物体间的摩擦力为12N．（g=10N/kg）
（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为多少？
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为多少？拉力做功的功率为多少？
25．如图，轻质杠杆AB可绕O点转
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（1）物体C的质量；
（2）物体C的密度；
（3）物体C受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力；
（5）物体D对地面的压强．
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26．如图所示，质量为80kg，边长为2
( http: / / www.21cnjy.com )0cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg）
求：此时
（1）绳对B端的拉力F拉；
（2）物体A对地面的压强p．
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27．不计绳重和摩擦，动滑轮重为3N，所吊起的重物B重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降．
（1）要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，需要对A施加的向左的水平外力是多大？外力的功率为多少？
（2）若物体B全部浸没在水中时此外力为8N，则物体B的密度为多少？
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28．用如图所示的滑轮组提升重120
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求：（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P．
（3）滑轮组的机械效率η．
29．如图所示，工人将一底面积为0.0
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（1）此时物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
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30．用如图所示的装置来提升水
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（1）物体C未出水面时受到的浮力：
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少．
参考答案与试题解析
一．计算题（共30小题）
1．用如图所示滑轮组将重6×103N的物体匀速提高2m，滑轮组的机械效率为60%，所用的时间为20s．求：
（1）有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率．
【分析】（1）知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）根据η=×100%求出拉力所做的功；
（3）根据P=求出拉力的功率．
【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=6×103N×2m=1.2×104J；
（2）由η=×100%可得，拉力所做的功：
W总===2×104J；
（3）拉力的功率：P===1000W．
答：（1）有用功为1.2×104J；
（2）拉力所做的功为2×104J；
（3）拉力的功率为1000W．
【点评】本题考查了有用功、总功和功率的计算，明确有用功和总功是解决问题的关键．
2．（2017春 东莞市月考）如图所示，使用滑轮组将一质量为60kg的重物提起，求：
（1）重物的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）拉力F的大小是多少？（若不记滑轮重和摩擦力）
【分析】（1）由G=mg计算重物的重力；
（2）滑轮组有几段绳子承担物体重，绳子自由端拉力就是物体重的几分之一．
【解答】解：
（1）重物的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（2）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
不计滑轮重和摩擦力，所以拉力F的大小：
F=G=×600N=200N．
答：（1）重物的重力是600N；
（2）拉力F的大小是200N．
【点评】本题考查重力和滑轮组绳子拉力的计算，关键是找到通过动滑轮绳子的段数．
3．（2015秋 邗江区校级月考）如图
( http: / / www.21cnjy.com )所示，用一动滑轮拉物体A以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到摩擦力是物重的0.2倍，若忽略绳子与滑轮间的摩擦，则：
（1）拉力F的大小是多少？
（2）在2s内绳的自由端被拉过了多少米？
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【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，根据F=f和f=0.2G求出拉力F的大小；
（2）知道物体运动的速度和时间，根据s=vt求出物体移动的距离，根据s绳=ns物求出绳的自由端被拉过的距离．
【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数n=2，
忽略绳子与滑轮间的摩擦，则拉力F的大小：
F=f=×0.2G=×0.2×20N=2N；
（2）由v=可得，物体移动的距离：
s物=vt=0.5m/s×2s=1m，
绳的自由端被拉过的距离：
s绳=ns物=2×1m=2m．
答：（1）拉力F的大小是2N；
（2）在2s内绳的自由端被拉过了2m．
【点评】本题考查了动滑轮绳子拉力和移动距离的计算，是一道基础题目．
4．用动滑轮将重800N的物体提升了2m，测得人拉绳子的力是500N，在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是多少？
【分析】知道使用动滑轮时绳子有效股数为2股，则绳子自由端移动距离s是物体上升距离h的2倍；
则即可根据W=Gh求出工人所做的有用功，根据W=Fs和G=mg求出总功，利用机械效率公式求出机械效率．
【解答】解：由于使用动滑轮提升物体，则绳子有效股数n=2，所以绳子自由端被拉下s=nh=2×2m=4m；
所以有用功W有=Gh=800N×2m=1600J，
总功W=Fs=500N×4m=2000J，
机械效率η=×100%=×100%=80%．
答：在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是1600J、2000J、80%．
【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率的
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5．（2015春 南岸区校级
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m．求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）拉力F的大小．
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【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）根据F=（G+G动）求出拉力F的大小．
【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，
则绳子自由端移动的距离：
s=nh=2×2m=4m；
（2）绳重和摩擦不计，拉力F的大小：
F=（G+G动）=×（180N+20N）=100N．
答：（1）绳子自由端移动的距离为4m；
（2）拉力F的大小为100N．
【点评】本题考查了有关滑轮组公式s=nh和F=（G+G动）的应用，明确动滑轮绳子的有效股数是关键．
6．（2017春 东莞市期中）如图，轻
( http: / / www.21cnjy.com )质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m．A处挂一个质量为2kg的物体G，B处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则：
（1）物体G的重力大小为多少？
（2）F的大小为多少？
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【分析】已知物体的质量，由G=mg可以求出物体的重力，然后由杠杆平衡的条件求出力F的大小．
【解答】解：
（1）物体的重力G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N；
（2）由杠杆平衡的条件可得：F×OB=G×OA，
即F×0.2m=19.6N×0.3m，
解得：F=29.4N．
答：（1）物体G的重力是19.6N；
（2）力F为29.4N．
【点评】本题直接利用公式即可求解，属于基础性的考查，需注意计算时有单位，常数g在题干中未注明时取值为9.8N/kg．
7．（2017春 浦东新区期中）如图所示的装置中，某人将质量为10千克的货物匀速提升2米，在整个过程中拉力的功率为49瓦．
求：（1）手对绳的拉力F
（2）绳拉重物所做的功W
（3）提升货物所用时间t．
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【分析】（1）使用定滑轮不能省力；
（2）根据公式W=Gh求绳拉重物所做的功；
（3）根据公式P=求出时间．
【解答】解：
（1）由图可知，该装置为定滑轮，此时的拉力等于物体的重力，则F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；
（2）绳拉重物所做的功W=Gh=98N×2m=196J；
（3）由P=得，提升货物所用时间t===4s．
答：（1）手对绳的拉力F为98N；（2）绳拉重物所做的功为196J；（3）提升货物所用时间为4s．
【点评】本题考查定滑轮的特点及功和功率计算，关键是定滑轮特点的运用，难度不大，属于简单的计算题．
8．（2016秋 广州校级月考）如图1
( http: / / www.21cnjy.com )所示，建筑工人用滑轮组提升重为300N的水泥桶匀速提升到一定高度，作用在绳子自由端的拉力为125N．工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图2所示．求：
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（1）人在10s内所做的有用功是多少？
（2）人在10s内所做的总功是多少？
（3）人对绳子所做功的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？
【分析】（1）根据W有用=Gh计算出有用功；
（2）根据W总=Fs计算出总功；
（3）根据P=计算出功率；
（4）根据η=×100%计算出机械效率．
【解答】解：（1）由图知在10s内水泥桶升高了3m，人在10s内所做的有用功：W有用=Gh=300N×3m=900J；
（2）由图1知s=3h=3×3m=9m，人在10s内所做的总功是W总=Fs=125N×9m=1125J；
（3）人对绳子所做功的功率是：P===112.5W；
（4）滑轮组的机械效率是：η=×100%=×100%=80%．
答：（1）人在10s内所做的有用功是900J；
（2）人在10s内所做的总功是125J
（3）人对绳子所做功的功率是112.5W；
（4）滑轮组的机械效率是80%．
【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，是一道基础计算题．
9．（2016秋 和县期中）外力对水泵做
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【分析】知道水的质量和提升的高度，根据W=Gh=mgh求出水泵完成的有用功，又知道外力对水泵做的总功，根据η=×100%求出水泵的机械效率．
【解答】解：水泵完成的有用功：
W=Gh=mgh=250kg×10N/kg×20m=5×104J，
水泵的机械效率：
η=×100%=×100%≈71.4%．
答：水泵完成的有用功为5×104J，水泵机械效率为71.4%．
【点评】本题考查了功和机械效率的计算，是一道较为简单的计算题．
10．（2016秋 城阳区校级期中）如图，A
( http: / / www.21cnjy.com )OB为轻质杠杆，O为支点，圆柱体C的质量为60kg，底面积为0.1m2，OA=0.1m，OB=0.3m，请完成下列计算：
（1）将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1多大？
（2）将圆柱体C挂在A点，要使它对水平地面的压强为3000Pa，在B点竖直向下的拉力F2多大？（画出圆柱体C的受力示意图）
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【分析】（1）根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小；
（2）根据p=求出C对地面的压力，绳子的拉力等于自身的重力减去受到的压力，根据杠杆平衡的条件求出在B点竖直向下的拉力F1．
【解答】解：
（1）圆柱体C的重力为：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
用力F1将C匀速拉起时，由杠杆的平衡条件可得F1×OB=G×OA，
则拉力的大小为：
F1===200N；
（2）C对水平地面的压强为3000Pa，由p=可得，圆柱体对地面的压力：
F=pS=3000Pa×0.1m2=300N，
物体C受到三个力的作用，如图所示：
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则圆柱体C对A端的拉力为：FA=G﹣F支=600N﹣300N=300N，
根据杠杆平衡条件
F2×OB=FA×OA可得：
F2=×FA=×300N=100N；
答：（1）OBOB将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1为200N；
（2）在B点竖直向下的拉力F2为100N．
【点评】本题涉及到的知识点较多，考查重力、压强公式的应用、杠杆的平衡条件的综合运用，解题时注意杠杆平衡条件的灵活运用．
11．（2016 南宁）如图所示，利
( http: / / www.21cnjy.com )用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
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【分析】（1）根据G=mg先求出重力，再根据题意求出滑动摩擦力；
（2）利用η===求出自由端的拉力；再根据F=（G动+f）计算出动滑轮的重力；
（3）根据P=Fv计算拉力的功率．
【解答】解：（1）物体受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
（2）因为η===，
故F===N
由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由F=（G动+f）得动滑轮重力：
G动=3F﹣f=3×N﹣2N=2N，
（3）当物体质量为10kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：
f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力为：F′=（G动+f′）=×（2N+10N）=4N
拉力功率为：
P===Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W．
答：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力2N；
（2）动滑轮的重力2N；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率1.2W．
【点评】本题是有关滑轮组机械效率的综合计算，要掌握滑轮组的省力特点、有用功和总功、机械效率的概念，能够正确判断出有用功是解决本题的关键．
12．（2016 镇江）用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的总功W总；
（3）求滑轮组的机械效率η．
【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，
（1）根据W=Gh求出人做的有用功；
（2）根据W=Fs求出总功；
（3）根据效率公式求出滑轮组的机械效率．
【解答】解：
（1）上述过程中的有用功：W有=Gh=90N×1m=90J；
（2）由图知n=2，所以绳端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
总功：W总=Fs=50N×2m=100J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=90%．
答：（1）上述过程中的有用功为90J；
（2）上述过程中的总功为100J；
（3）滑轮组的机械效率为90%．
【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．
13．（2016 遵义）搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．
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【分析】根据图示得出滑轮组绳子的有效股数；
（1）根据η===即可求出滑轮组的机械效率；
（2）根据F=（G+G动）的变形公式即可求出动滑轮的重力；
（3）根据F=（G+G动）即可求出拉力的大小．
【解答】解：由图可知，n=3；
（1）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；
（2）由F=（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动=3F﹣G=3×50N﹣120N=30N；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：
F′=（4G+G动）=（4×120N+30N）=170N．
答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）动滑轮的重为30N；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为170N．
【点评】此题考查滑轮组绳子拉力、功和功率、机械效率的计算，关键是滑轮组绳子的有效股数的判断和公式F=（G+G动）的运用．
14．（2016 北海）如图所示，轻质
( http: / / www.21cnjy.com )杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一块，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm．
（1）求绳子对杠杆A端的拉力．
（2）若物块的体积为10cm3，求物块在水中所受到的浮力．
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【分析】（1）知道拉力的大小和力臂的大小，根据杠杆的平衡条件求出绳子对杠杆A端的拉力；
（2）物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力．
【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件可得：
FA OA=F OB，
则绳子对杠杆A端的拉力：
FA=F=×3N=2N；
（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，物块在水中所受到的浮力：
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10×10﹣6m3=0.098N．
答：（1）绳子对杠杆A端的拉力为2N；
（2）物块在水中所受到的浮力为0.098N．
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件和阿基米德原理的应用，是一道较为简单的应用题．
15．（2016 郴州）如图所示，物体A
( http: / / www.21cnjy.com )质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg．求：
（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？
（3）物体A的密度是多少？
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】（1）根据不计动滑轮重、绳重、摩擦，由F=得到弹簧测力计示数．
（2）对滑轮受力分析确定对A的拉力，对物体A受力分析，确定浮力大小．
（3）由F浮=ρ水gV排，计算出排开液体体积及物体体积，由ρ=计算出密度．
【解答】解：（1）由GA=mAg=1kg×10N/kg=10N
由F=GA=×10N=5N
（2）对滑轮受力分析对A的拉力：FA=2×3N=6N
对A受力分析：F浮=GA﹣FA=10N﹣6N=4N
（3）由F浮=ρ水gV排得：
V排===4×10﹣4m3
浸没：VA=V排=4×10﹣4m3
ρA==2.5×103kg/m3
答：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是5N．
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是4N．
（3）物体A的密度是2.5×103kg/m3．
【点评】此题考查了，动滑轮、受力分析、浮力考查知识点较多，难度不大．
16．（2016 石景山区一模）如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计．当吊起质量为270kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90%，取g=10N/kg．
求：（1）拉力F的大小．
（2）动滑轮所受的重力．
（3）拉力F的功率P．
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】（1）知道重物的质量，根据G=mg求出其重力，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据η=×100%=×100%=×100%=×100%求出拉力F的大小；
（2）滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，根据F=（G+G动）求出动滑轮所受的重力；
（3）根据v绳=nv物求出绳端移动的速度，根据P===Fv求出拉力F的功率．
【解答】解：（1）重物的重力：GA=mg=270kg×10N/kg=2700N，
由图可知，n=3，
由η=×100%=×100%=×100%=×100%可得，拉力的大小：
F===1000N；
（2）滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，
由F=（G+G动）可得，动滑轮所受的重力：G动=nF﹣GA=3×1000N﹣2700N=300N；
（3）绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.4m/s=1.2m/s，
拉力F的功率：P=Fv绳=1000N×1.2m/s=1200W．
答：（1）拉力F的大小为1000N；
（2）动滑轮所受的重力为300N；
（3）拉力F的功率为1200W．
【点评】本题考查了拉力、动滑轮重力、拉力功率的计算，利用滑轮组机械效率公式η=×100%和功率公式P=Fv是关键．
17．（2016 黔南州）用如图甲所
( http: / / www.21cnjy.com )示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
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【分析】（1）利用G=mg计算物体M的重力；
（2）物体M浸没在水中，则排开水的体积
( http: / / www.21cnjy.com )等于其自身体积，利用F浮=ρ水gV排求出物体M受到的浮力，然后利用力的合成计算动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）根据公式W有=（G﹣F浮）h计算拉力F对所提升物体M做的有用功．由图乙可知此时拉力做的功，即总功，再据机械效率的计算公式计算即可．
【解答】解：
（1）物体M的重力：G=mg=76kg×10N/kg=760N；
（2）物体M浸没在水中，则V排=V=3×10﹣3m3，
物体M受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N，
则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力：F拉=G﹣F浮=760N﹣30N=730N；
（3）由于物体未露出水面，物体受浮力作用，则滑轮组提升重物所做的有用功：
W有=（G﹣F浮）h=730N×10m=7300J；
货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度，
由v=可知，运动的时间：t===20s，
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，
所以滑轮组提升重物的机械效率：
η=×100%=×100%=91.25%；
答：（1）物体M的重力为760N；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N；
（3）滑轮组提升重物的机械效率为91.25%．
【点评】本题考查了重力、滑轮组绳子拉力、有用功、总功、机械效率的计算，关键是从图象中找到有用数据．
18．（2016 西城区一模
( http: / / www.21cnjy.com )）用如图所示的滑轮组从水中提升物体A，物体A完全在水面下匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F，滑轮组的机械效率为η．已知：F=400N，η=80%，物体A的体积V=9dm3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计．求：
（1）物体A的浮力F浮；
（2）物体A所受的重力GA．
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】（1）物体A在水中排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求物体所受浮力；
（2）在匀速提升水中物体A的过程中，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计，滑轮组的机械效率η====，据此求物体重力．
【解答】解：
（1）物体A在水中所受浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×9×10﹣3m3=90N；
（2）在匀速提升水中物体A的过程中，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计，
则滑轮组的机械效率：
η======80%，
解得：
GA=730N．
答：（1）物体A的浮力为90N；
（2）物体A所受的重力为730N．
【点评】本题考查了浮力的计算、机械效率公式的应用，计算时注意：物体在水中时使用滑轮组的有用功W有用=（G﹣F浮）h，而不是W有用=Gh．
19．（2016 苏州一模
( http: / / www.21cnjy.com )）如图，一卡车车厢底板距地面h=1m，小明把一块2m长的钢板搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用平行于斜面大小为500N的力，把一个大木箱由斜面的底端推到顶端（忽略木箱的宽度），己知木箱重为700N．
（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，求推力的功率．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？
（3）求木箱在斜面上受到的摩擦力．
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【分析】（1）知道木箱在推力的作用下移动的距离和推力的大小，可利用公式W=FL计算出推力做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P=计算出推力的功率．
（2）知道木箱的重力和木箱升高的高度，可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功，再利用公式η=×100%计算出斜面的机械效率．
（3）人做的额外功是人克服摩擦力做功，等于总功减去额外功，再利用W额=fs求摩擦力．
【解答】解；（1）由题知，F=500N，s=2m，t=5s，
推力做的总功为：W总=Fs=500N×2m=1000J，
推力的功率：
P===200W；
（2）由题知，G=700N，h=1m，
克服重力做的有用功为：W有用=Gh=700N×1m=700J，
斜面的机械效率为：
η==×100%=70%；
（3）小明做的额外功为：W额=W总﹣W有用=1000J﹣700J=300J，
由W额=fs得摩擦力的大小：
f===150N．
答：（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，推力的功率为200W．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是70%．
（3）木箱在斜面上受到的摩擦力为150N．
【点评】本题考查了总功、有用功、斜面机械效
( http: / / www.21cnjy.com )率和功率的计算，以及对公式变形的理解和应用，解答此题的关键是要知道使用斜面有用功（提升重物做功）、总功（推力做功）、额外功（克服摩擦做功）的意义．
20．（2010 合肥校级自主招生）在一次物
( http: / / www.21cnjy.com )理课上，小明利用老师提供的完全相同的动滑轮，设计了如图所示的实验装置，当它下端挂一个20N的重物时，测得绳子自由端的拉力为8N，绳子自由端移动的距离为8m，请你帮他解决以下几个问题（不计绳重和摩擦）
（1）物体移动的距离；
（2）该装置的机械效率；
（3）动滑轮的重力．
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【分析】（1）由滑轮组的结构知道两个动滑轮是分离的，则分别判断即可得出s=2×2h=4h，据此即可求出物体向上移动的距离；
（2）利用W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出总功，再利用η=×100%求滑轮组的机械效率；
（3）求出额外功，由于不计绳重和摩擦，额外功主要是克服动滑轮的重力所做的功，则根据W=Gh即可求出动滑轮的重力；
也可以根据物体的受力平衡合力为零列出等式即可求出动滑轮的重力．
【解答】解：（1）由图可知：滑轮组中的两个动滑轮，需要分别研究，则s=2×2×h，
所以，h=s=×8m=2m；
（2）W总=FS=8N×8m=64J，
W有Gh=20N×2m=40J；
η=×100%=×100%=62.5%；
（3）方法一：W额=W总﹣W有=64J﹣40J=24J，
由W额=G动h+G动2h可得：
G动===4N；
方法二：由受力分析可得：F=；
所以，G动===4N．
答：（1）物体移动的距离为2m；
（2）该装置的机械效率为62.5%；
（3）动滑轮的重力为4N．
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率、功率的计算，本题关键是注意两个动滑轮不是组合在一起使用的．
21．（2015 东莞市校级三模）如图所示，
( http: / / www.21cnjy.com )已知斜面长5m，高2m，拉力为50N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面低端拉倒顶端．求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）该装置的机械效率为多少？
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】（1）知道物体的重和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s绳=ns物求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用P=求出拉力做功的功率；
（3）根据η=×100%求出该装置的机械效率．
【解答】解：（1）有用功：
W有=Gh=100N×2m=200J；
（2）动滑轮绳子的有效股数为2，
则绳端移动的距离：
s绳=2s=2×5m=10m，
拉力做的总功：
W总=Fs绳=50N×10m=500J，
拉力做功的功率：
P===100W；
（3）该装置的机械效率：
η=×100%=×100%=40%．
答：（1）有用功是200J；
（2）拉力做功的功率是100W；
（3）该装置的机械效率为40%．
【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确绳端移动的距离和有用功、总功是关键．
22．（2016 通州区一模）如图所示，工人用滑轮组提升重480N的物体，所用拉力F为200N，物体以0.2m/s上升了2m，求
（1）拉力F做的总功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，
（1）根据公式W总=Fs求出拉力F所做的总功；
（2）求出拉力端移动的速度，利用Fv求出拉力的做功功率
（3）根据公式W有用=Gh可求出有用功，利用效率公式求出滑轮组的机械效率．
【解答】解：
（1）绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功W总=Fs=200N×6m=1200J；
（2）拉力端移动的速度v=0.2m/s×3=0.6m/s，
拉力做功功率P=Fv=200N×0.6m/s=120W；
（3）有用功的大小：W有用=Gh=480N×2m=960J；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%．
答：（1）拉力F做的总功为1200J；
（2）拉力F做功的功率为120W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
【点评】本题考查了功、功率以及机械效率的计算，关键是由图得出n的值（直接从动滑轮上引出的绳子股数）．
23．（2016 泰山区二模
( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
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【分析】由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；
（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；
（2）总功（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物=v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；
（4）根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小，然后利用P=Fv计算拉力做功功率．
【解答】解：
（1）由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；
（2）W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η==×100%≈90.9%；
（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物=v=×3m/s=1m/s，
由v=得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物===12s；
（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W．
【点评】本题考查了学生对有用功、
( http: / / www.21cnjy.com )总功、机械效率公式、功率公式，以及速度公式的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键，根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小是此题的难点．
24．（2016 东城区一模）如图所示，质
( http: / / www.21cnjy.com )量为20kg的物体沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，地面与物体间的摩擦力为12N．（g=10N/kg）
（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为多少？
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为多少？拉力做功的功率为多少？
【分析】（1）由图知，拉物体的力由三股绳子承担，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，拉力F=f，知道摩擦力，可求拉力大小；
（2）滑轮组的机械效率η====，据此求拉力，再求出拉力端移动的速度，利用P=Fv求拉力做功功率．
【解答】解：
（1）由图知，n=3，则拉力F=f=×12N=4N；
（2）滑轮组的机械效率η====，
所以F2===5N，
拉力端移动的速度：
s=3×0.4m/s=1.2m/s，
拉力做功功率：
P2=F2v=5N×1.2m/s=6W．
答：（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为4N；
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为5N，拉力做功的功率为6W．
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功、功率的计算，注意水平使用滑轮组时克服摩擦做的功为有用功．
25．（2016 临清市一模）如图，轻
( http: / / www.21cnjy.com )质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态．（g=10N/kg）求：
（1）物体C的质量；
（2）物体C的密度；
（3）物体C受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力；
（5）物体D对地面的压强．
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【分析】（1）知道物体的重力，利用G=mg求物体质量；
（2）求出正方体的体积，利用ρ=计算物体C的密度；
（3）求出C物体排开水的体积，利用阿基米德原理求受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力等于重力减去浮力；
（5）利用杠杆平衡条件求拉力FB，D物体对地面的压力等于D的重力减去拉力，求出受力面积，再利用压强公式求出物体D对地面的压强．
【解答】解：（1）物体C的质量：
m===2kg；
（2）物体C的密度：
ρ===2×103kg/m3；
（3）物体C排开水的体积：
V排=（0.1
m）2×（0.1m﹣0.02m）=8×10﹣4m3，
则受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N；
（4）杠杆A端受到的拉力：
FA=G﹣F浮=20N﹣8N=12N；
（5）由F1L1=F2L2
得FAOA=FBOB，
则FB=FA=×12N=16N，
F压=GD﹣FB=20N﹣16N=4N；
p===400Pa．
答：（1）物体C的质量为2kg；
（2）物体C的密度为2×103kg/m3；
（3）物体C受到的浮力为8N；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力为12N；
（5）物体D对地面的压强为400Pa．
【点评】此题为力学综合题，主要考查了重力公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件、压强公式的应用，计算时注意单位统一．
26．（2017 邗江区一模）如图
( http: / / www.21cnjy.com )所示，质量为80kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg）
求：此时
（1）绳对B端的拉力F拉；
（2）物体A对地面的压强p．
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【分析】（1）根据杠杆的平衡条件求出绳对杠杆B端的拉力；
（2）物体A静止，处于平衡状态，受到的力为平衡力，对物体A受力分析可知，受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，根据力的平衡条件求出支持力，根据相互作用力求出压力，根据面积公式求出A的底面积即为受力面积，根据p=求出此时物体A对地面的压强．
【解答】解：（1）由杠杆平衡条件有：F拉×BO=F×OC，
由BC=3BO，可得OC=2BO，
则F拉===240N；
（2）物体A的重力：
G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对静止的物体A受力分析可知：受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，
由力的平衡条件可得，物体A受到的支持力，
F支持=G﹣F拉=800N﹣240N=560N，
因物体A对地面的压力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力，
所以，物体A对地面的压力：
F压=F支持=560N，
受力面积：
S=20cm×20cm=400cm2=0.04m2，
A对地面的压强：
p===1.4×104Pa．
答：（1）绳对杠杆B端的拉力为240N；
（2）此时物体A对地面的压强为1.4×104Pa．
【点评】本题主要考查了二力平衡条件、压强公式的应用，关键是利用好力的平衡条件和相互作用力的关系，分清各力之间的关系是关键．
27．（2016 微山县一模）不
( http: / / www.21cnjy.com )计绳重和摩擦，动滑轮重为3N，所吊起的重物B重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降．
（1）要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，需要对A施加的向左的水平外力是多大？外力的功率为多少？
（2）若物体B全部浸没在水中时此外力为8N，则物体B的密度为多少？
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【分析】（1）根据滑轮组省力的特点求得
( http: / / www.21cnjy.com )对物体A的拉力FA，物体B匀速下降，根据物体受力平衡计算出A受到向左的水平大小，根据P=Fv求出功率大小；
（2）B全部浸没在水中，根据F′=FA′+f，由FA′=（GB﹣F浮+G动），计算出B受到的浮力，利用F浮=ρ水gV排求出B的体积，利用密度公式求出B的密度．
【解答】解：
（1）由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，
则B拉A的力FA=（GB+G动）=×（12N+3N）=5N，
B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，
则f=FA=5N，
当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，
由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，
所以，F=FA+f=5N+5N=10N；
则绳子自由端移动的速度为：vA=3vB=3×0.2m/s=0.6m/s，
所以外力的功率P=FvA=10N×0.6m/s=6W；
（2）B全部浸没时，F′=FA′+f，
所以FA′=F′﹣f=8N﹣5N=3N，
此时FA′=（GB﹣F浮+G动），
F浮=GB+G动﹣3FA′=12N+3N﹣3×3N=6N，
由F浮=ρ水gV排，VB===6×10﹣4m3，
所以B的密度为：ρB====2.0×103kg/m3．
答：（1）需要对A施加的向左的水平外力是10N；外力的功率为6W；
（2）物体B的密度为2.0×103kg/m3．
【点评】本题考查了滑轮组的特点、平衡力、功率和浮力的计算，知识点多，综合性强，属于一道难题．关键是根据FA′=（GB﹣F浮+G动）求出B物体受到的浮力大小．
28．（2017 河西区模拟）用如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示的滑轮组提升重1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P．
（3）滑轮组的机械效率η．
【分析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n=3，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力F=（G+G轮），据此求动滑轮重力；
（2）拉力端移动速度等于物体上升速度的3倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）知道拉力和物重，利用η====求滑轮组的机械效率．
【解答】解：由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
（1）不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则拉力F=（G+G动），
所以动滑轮重力：G动=3F﹣G=3×500N﹣1200N=300N；
（2）拉力端移动速度：v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力做功的功率：P=Fv=500N×0.3m/s=150W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=====×100%=80%．
答：（1）动滑轮所受的重力为300N；
（2）拉力F做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、拉力功率和机械效率的计算．利用好两个推导公式：一是P===Fv，二是η====．
29．（2017 雨城区校级模拟）如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）
（1）此时物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
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【分析】（1）求出物体的体积（物体浸没水中排开水的体积），利用阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可求物体所受浮力．
（2）根据G=mg=ρVg求出物体重力，则物体对滑轮组的拉力为F′=G﹣F浮，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=F′．
（3）求物体对滑轮组的拉力为F′，知道动力F，利用η====此装置的机械效率．
【解答】解：
（1）当物体未露出水面时，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，
物体受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；
（2）物体重力：G=mg=ρ物Vg=2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=2.4×103N；
物体未露出水面时，物体受向上的拉力、向上的浮力和向下的重力，
则滑轮组对物体的拉力：F′=G﹣F浮=2.4×103N﹣1.2×103N=1.2×103N，
由图可知，承担物重绳子的股数n=4，
若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则工人对绳的拉力：
F=F′=×1.2×103N=300N；
（3）若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，滑轮组对物体的拉力F′（该拉力对物体做的功为有用功），
此装置的机械效率：
η=====×100%=75%．
答：（1）物体受到的浮力为1.2×103N．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是300N．
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率为75%
【点评】此题是一道力学综合题，综合考查
( http: / / www.21cnjy.com )了重力公式、密度公式、阿基米德原理、效率公式的应用．注意滑轮组下端受到的拉力不是物体重力，二是物体受到的重力和浮力之差．
30．（2017 西乡塘
( http: / / www.21cnjy.com )区校级三模）用如图所示的装置来提升水下物体C，C的体积为0.02m3、重800N，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO：OB=1：2，小明站在B端竖直向下拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦．物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置．己知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
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（1）物体C未出水面时受到的浮力：
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少．
【分析】（1）根据F浮=ρ水gV排求出物体C未露出水面时受到的浮力；
（2）对物体C受力分析可知，物体C受到竖直向上的浮力和拉力以及竖直向下的重力作用，据此求出物体C受绳子的拉力；
（3）先根据F=（G动+GC）求出作用在滑轮绳子上的力，然后根据η===可知求出滑轮组的机械效率；
（4）根据图示可知，当B端的作用力为500N时，物体的重力最大；先根据杠杆平衡条件求出A端最大作用力，然后根据FA=（G动+G物）的变形即可求出物体的最大重力．
【解答】解：（1）物体C未出水面时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N；
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力：Fc=G﹣F浮=800N﹣200N=600N；
（3）物体C未出水面时，作用在滑轮绳子上的力：
F=（G动总+FC）=（2×50N+600N）=175N；
物体C未出水面时，滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈85.7%；
（4）因为小明的体重为500N，所以在B端最多能施加500N的拉力；根据杠杆平衡条件可知，此时物体的重力最大；
根据杠杆平衡条件有：FB最大×OB=FA×OA，即500N×OB=FA×OA，
所以FA===1000N；
将物体完全拉出水面时，由FA=（G动+G物）可得，最大物重：
G物=4FA﹣G动=4×1000N﹣2×50N=3900N．
答：（1）物体C未出水面时受到的浮力为200N；
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力为600N；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率为85.7%；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是3900N．
【点评】此题考查浮力的计算、杠杆平衡条件的应用、滑轮组的机械效率等多个知识点，有一定的拔难度，是一道综合性较强的题目．
第29页（共29页）
（1）有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率．
2．如图所示，使用滑轮组将一质量为60kg的重物提起，求：
（1）重物的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）拉力F的大小是多少？（若不记滑轮重和摩擦力）
3．如图所示，用一动滑轮拉物体A以0.5
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（1）拉力F的大小是多少？
（2）在2s内绳的自由端被拉过了多少米？
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4．用动滑轮将重800N的物体提升了2m，测得人拉绳子的力是500N，在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是多少？
5．如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在竖直向上的拉力F的作用下，将物体提升了2
m．求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）拉力F的大小．
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6．如图，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=
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（1）物体G的重力大小为多少？
（2）F的大小为多少？
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7．如图所示的装置中，某人将质量为10千克的货物匀速提升2米，在整个过程中拉力的功率为49瓦．
求：（1）手对绳的拉力F
（2）绳拉重物所做的功W
（3）提升货物所用时间t．
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8．如图1所示，建筑工人用滑轮组提升重为3
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（1）人在10s内所做的有用功是多少？
（2）人在10s内所做的总功是多少？
（3）人对绳子所做功的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？
9．外力对水泵做了7×104J的总功，水泵把250kg的水送到20m高处，水泵完成的有用功为多少J？水泵机械效率为多大？
10．如图，AOB为轻质杠杆，O为支点，圆柱体C的质量为60kg，底面积为0.1m2，OA=0.1m，OB=0.3m，请完成下列计算：
（1）将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1多大？
（2）将圆柱体C挂在A点，要使它对水平地面的压强为3000Pa，在B点竖直向下的拉力F2多大？（画出圆柱体C的受力示意图）
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11．如图所示，利用滑轮组
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（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
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12．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的总功W总；
（3）求滑轮组的机械效率η．
13．搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．
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14．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，
( http: / / www.21cnjy.com )杠杆左端A处挂了一块，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm．
（1）求绳子对杠杆A端的拉力．
（2）若物块的体积为10cm3，求物块在水中所受到的浮力．
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15．如图所示，物体A质量为1kg
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（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？
（3）物体A的密度是多少？
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16．如图所示，小型牵引车通过滑轮
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求：（1）拉力F的大小．
（2）动滑轮所受的重力．
（3）拉力F的功率P．
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17．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，
( http: / / www.21cnjy.com )已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
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18．用如图所示的滑轮组从
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（1）物体A的浮力F浮；
（2）物体A所受的重力GA．
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19．如图，一卡车车厢底
( http: / / www.21cnjy.com )板距地面h=1m，小明把一块2m长的钢板搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用平行于斜面大小为500N的力，把一个大木箱由斜面的底端推到顶端（忽略木箱的宽度），己知木箱重为700N．
（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，求推力的功率．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？
（3）求木箱在斜面上受到的摩擦力．
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20．在一次物理课上，小明利用老师提供
( http: / / www.21cnjy.com )的完全相同的动滑轮，设计了如图所示的实验装置，当它下端挂一个20N的重物时，测得绳子自由端的拉力为8N，绳子自由端移动的距离为8m，请你帮他解决以下几个问题（不计绳重和摩擦）
（1）物体移动的距离；
（2）该装置的机械效率；
（3）动滑轮的重力．
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21．如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面低端拉倒顶端．求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）该装置的机械效率为多少？
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22．如图所示，工人用滑轮组提升重480N的物体，所用拉力F为200N，物体以0.2m/s上升了2m，求
（1）拉力F做的总功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
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23．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将
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（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
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24．如图所示，质量为20kg的物体沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，地面与物体间的摩擦力为12N．（g=10N/kg）
（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为多少？
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为多少？拉力做功的功率为多少？
25．如图，轻质杠杆AB可绕O点转
( http: / / www.21cnjy.com )动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态．（g=10N/kg）求：
（1）物体C的质量；
（2）物体C的密度；
（3）物体C受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力；
（5）物体D对地面的压强．
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26．如图所示，质量为80kg，边长为2
( http: / / www.21cnjy.com )0cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg）
求：此时
（1）绳对B端的拉力F拉；
（2）物体A对地面的压强p．
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27．不计绳重和摩擦，动滑轮重为3N，所吊起的重物B重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降．
（1）要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，需要对A施加的向左的水平外力是多大？外力的功率为多少？
（2）若物体B全部浸没在水中时此外力为8N，则物体B的密度为多少？
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28．用如图所示的滑轮组提升重120
( http: / / www.21cnjy.com )0N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P．
（3）滑轮组的机械效率η．
29．如图所示，工人将一底面积为0.0
( http: / / www.21cnjy.com )6m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）
（1）此时物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
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30．用如图所示的装置来提升水
( http: / / www.21cnjy.com )下物体C，C的体积为0.02m3、重800N，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO：OB=1：2，小明站在B端竖直向下拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦．物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置．己知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
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（1）物体C未出水面时受到的浮力：
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少．
参考答案与试题解析
一．计算题（共30小题）
1．用如图所示滑轮组将重6×103N的物体匀速提高2m，滑轮组的机械效率为60%，所用的时间为20s．求：
（1）有用功；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率．
【分析】（1）知道物体的重力和提升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）根据η=×100%求出拉力所做的功；
（3）根据P=求出拉力的功率．
【解答】解：（1）有用功：W有=Gh=6×103N×2m=1.2×104J；
（2）由η=×100%可得，拉力所做的功：
W总===2×104J；
（3）拉力的功率：P===1000W．
答：（1）有用功为1.2×104J；
（2）拉力所做的功为2×104J；
（3）拉力的功率为1000W．
【点评】本题考查了有用功、总功和功率的计算，明确有用功和总功是解决问题的关键．
2．（2017春 东莞市月考）如图所示，使用滑轮组将一质量为60kg的重物提起，求：
（1）重物的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）拉力F的大小是多少？（若不记滑轮重和摩擦力）
【分析】（1）由G=mg计算重物的重力；
（2）滑轮组有几段绳子承担物体重，绳子自由端拉力就是物体重的几分之一．
【解答】解：
（1）重物的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（2）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
不计滑轮重和摩擦力，所以拉力F的大小：
F=G=×600N=200N．
答：（1）重物的重力是600N；
（2）拉力F的大小是200N．
【点评】本题考查重力和滑轮组绳子拉力的计算，关键是找到通过动滑轮绳子的段数．
3．（2015秋 邗江区校级月考）如图
( http: / / www.21cnjy.com )所示，用一动滑轮拉物体A以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到摩擦力是物重的0.2倍，若忽略绳子与滑轮间的摩擦，则：
（1）拉力F的大小是多少？
（2）在2s内绳的自由端被拉过了多少米？
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【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，根据F=f和f=0.2G求出拉力F的大小；
（2）知道物体运动的速度和时间，根据s=vt求出物体移动的距离，根据s绳=ns物求出绳的自由端被拉过的距离．
【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数n=2，
忽略绳子与滑轮间的摩擦，则拉力F的大小：
F=f=×0.2G=×0.2×20N=2N；
（2）由v=可得，物体移动的距离：
s物=vt=0.5m/s×2s=1m，
绳的自由端被拉过的距离：
s绳=ns物=2×1m=2m．
答：（1）拉力F的大小是2N；
（2）在2s内绳的自由端被拉过了2m．
【点评】本题考查了动滑轮绳子拉力和移动距离的计算，是一道基础题目．
4．用动滑轮将重800N的物体提升了2m，测得人拉绳子的力是500N，在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是多少？
【分析】知道使用动滑轮时绳子有效股数为2股，则绳子自由端移动距离s是物体上升距离h的2倍；
则即可根据W=Gh求出工人所做的有用功，根据W=Fs和G=mg求出总功，利用机械效率公式求出机械效率．
【解答】解：由于使用动滑轮提升物体，则绳子有效股数n=2，所以绳子自由端被拉下s=nh=2×2m=4m；
所以有用功W有=Gh=800N×2m=1600J，
总功W=Fs=500N×4m=2000J，
机械效率η=×100%=×100%=80%．
答：在这一过程中有用功、总功、机械效率分别是1600J、2000J、80%．
【点评】本题考查了有用功、总功、机械效率的
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5．（2015春 南岸区校级
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m．求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）拉力F的大小．
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【分析】（1）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）根据F=（G+G动）求出拉力F的大小．
【解答】解：（1）动滑轮绳子的有效股数为2，
则绳子自由端移动的距离：
s=nh=2×2m=4m；
（2）绳重和摩擦不计，拉力F的大小：
F=（G+G动）=×（180N+20N）=100N．
答：（1）绳子自由端移动的距离为4m；
（2）拉力F的大小为100N．
【点评】本题考查了有关滑轮组公式s=nh和F=（G+G动）的应用，明确动滑轮绳子的有效股数是关键．
6．（2017春 东莞市期中）如图，轻
( http: / / www.21cnjy.com )质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m．A处挂一个质量为2kg的物体G，B处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则：
（1）物体G的重力大小为多少？
（2）F的大小为多少？
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【分析】已知物体的质量，由G=mg可以求出物体的重力，然后由杠杆平衡的条件求出力F的大小．
【解答】解：
（1）物体的重力G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N；
（2）由杠杆平衡的条件可得：F×OB=G×OA，
即F×0.2m=19.6N×0.3m，
解得：F=29.4N．
答：（1）物体G的重力是19.6N；
（2）力F为29.4N．
【点评】本题直接利用公式即可求解，属于基础性的考查，需注意计算时有单位，常数g在题干中未注明时取值为9.8N/kg．
7．（2017春 浦东新区期中）如图所示的装置中，某人将质量为10千克的货物匀速提升2米，在整个过程中拉力的功率为49瓦．
求：（1）手对绳的拉力F
（2）绳拉重物所做的功W
（3）提升货物所用时间t．
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【分析】（1）使用定滑轮不能省力；
（2）根据公式W=Gh求绳拉重物所做的功；
（3）根据公式P=求出时间．
【解答】解：
（1）由图可知，该装置为定滑轮，此时的拉力等于物体的重力，则F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；
（2）绳拉重物所做的功W=Gh=98N×2m=196J；
（3）由P=得，提升货物所用时间t===4s．
答：（1）手对绳的拉力F为98N；（2）绳拉重物所做的功为196J；（3）提升货物所用时间为4s．
【点评】本题考查定滑轮的特点及功和功率计算，关键是定滑轮特点的运用，难度不大，属于简单的计算题．
8．（2016秋 广州校级月考）如图1
( http: / / www.21cnjy.com )所示，建筑工人用滑轮组提升重为300N的水泥桶匀速提升到一定高度，作用在绳子自由端的拉力为125N．工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图2所示．求：
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（1）人在10s内所做的有用功是多少？
（2）人在10s内所做的总功是多少？
（3）人对绳子所做功的功率是多少？
（4）滑轮组的机械效率是多少？
【分析】（1）根据W有用=Gh计算出有用功；
（2）根据W总=Fs计算出总功；
（3）根据P=计算出功率；
（4）根据η=×100%计算出机械效率．
【解答】解：（1）由图知在10s内水泥桶升高了3m，人在10s内所做的有用功：W有用=Gh=300N×3m=900J；
（2）由图1知s=3h=3×3m=9m，人在10s内所做的总功是W总=Fs=125N×9m=1125J；
（3）人对绳子所做功的功率是：P===112.5W；
（4）滑轮组的机械效率是：η=×100%=×100%=80%．
答：（1）人在10s内所做的有用功是900J；
（2）人在10s内所做的总功是125J
（3）人对绳子所做功的功率是112.5W；
（4）滑轮组的机械效率是80%．
【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，是一道基础计算题．
9．（2016秋 和县期中）外力对水泵做
( http: / / www.21cnjy.com )了7×104J的总功，水泵把250kg的水送到20m高处，水泵完成的有用功为多少J？水泵机械效率为多大？
【分析】知道水的质量和提升的高度，根据W=Gh=mgh求出水泵完成的有用功，又知道外力对水泵做的总功，根据η=×100%求出水泵的机械效率．
【解答】解：水泵完成的有用功：
W=Gh=mgh=250kg×10N/kg×20m=5×104J，
水泵的机械效率：
η=×100%=×100%≈71.4%．
答：水泵完成的有用功为5×104J，水泵机械效率为71.4%．
【点评】本题考查了功和机械效率的计算，是一道较为简单的计算题．
10．（2016秋 城阳区校级期中）如图，A
( http: / / www.21cnjy.com )OB为轻质杠杆，O为支点，圆柱体C的质量为60kg，底面积为0.1m2，OA=0.1m，OB=0.3m，请完成下列计算：
（1）将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1多大？
（2）将圆柱体C挂在A点，要使它对水平地面的压强为3000Pa，在B点竖直向下的拉力F2多大？（画出圆柱体C的受力示意图）
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【分析】（1）根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小；
（2）根据p=求出C对地面的压力，绳子的拉力等于自身的重力减去受到的压力，根据杠杆平衡的条件求出在B点竖直向下的拉力F1．
【解答】解：
（1）圆柱体C的重力为：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
用力F1将C匀速拉起时，由杠杆的平衡条件可得F1×OB=G×OA，
则拉力的大小为：
F1===200N；
（2）C对水平地面的压强为3000Pa，由p=可得，圆柱体对地面的压力：
F=pS=3000Pa×0.1m2=300N，
物体C受到三个力的作用，如图所示：
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则圆柱体C对A端的拉力为：FA=G﹣F支=600N﹣300N=300N，
根据杠杆平衡条件
F2×OB=FA×OA可得：
F2=×FA=×300N=100N；
答：（1）OBOB将圆柱体C挂在A点，在B点竖直向下用力F1将C匀速拉起，拉力F1为200N；
（2）在B点竖直向下的拉力F2为100N．
【点评】本题涉及到的知识点较多，考查重力、压强公式的应用、杠杆的平衡条件的综合运用，解题时注意杠杆平衡条件的灵活运用．
11．（2016 南宁）如图所示，利
( http: / / www.21cnjy.com )用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率．
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【分析】（1）根据G=mg先求出重力，再根据题意求出滑动摩擦力；
（2）利用η===求出自由端的拉力；再根据F=（G动+f）计算出动滑轮的重力；
（3）根据P=Fv计算拉力的功率．
【解答】解：（1）物体受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
（2）因为η===，
故F===N
由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由F=（G动+f）得动滑轮重力：
G动=3F﹣f=3×N﹣2N=2N，
（3）当物体质量为10kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：
f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力为：F′=（G动+f′）=×（2N+10N）=4N
拉力功率为：
P===Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W．
答：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力2N；
（2）动滑轮的重力2N；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率1.2W．
【点评】本题是有关滑轮组机械效率的综合计算，要掌握滑轮组的省力特点、有用功和总功、机械效率的概念，能够正确判断出有用功是解决本题的关键．
12．（2016 镇江）用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的总功W总；
（3）求滑轮组的机械效率η．
【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，
（1）根据W=Gh求出人做的有用功；
（2）根据W=Fs求出总功；
（3）根据效率公式求出滑轮组的机械效率．
【解答】解：
（1）上述过程中的有用功：W有=Gh=90N×1m=90J；
（2）由图知n=2，所以绳端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
总功：W总=Fs=50N×2m=100J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=90%．
答：（1）上述过程中的有用功为90J；
（2）上述过程中的总功为100J；
（3）滑轮组的机械效率为90%．
【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．
13．（2016 遵义）搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦．求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）动滑轮的重；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大．
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【分析】根据图示得出滑轮组绳子的有效股数；
（1）根据η===即可求出滑轮组的机械效率；
（2）根据F=（G+G动）的变形公式即可求出动滑轮的重力；
（3）根据F=（G+G动）即可求出拉力的大小．
【解答】解：由图可知，n=3；
（1）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；
（2）由F=（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动=3F﹣G=3×50N﹣120N=30N；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：
F′=（4G+G动）=（4×120N+30N）=170N．
答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）动滑轮的重为30N；
（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为170N．
【点评】此题考查滑轮组绳子拉力、功和功率、机械效率的计算，关键是滑轮组绳子的有效股数的判断和公式F=（G+G动）的运用．
14．（2016 北海）如图所示，轻质
( http: / / www.21cnjy.com )杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一块，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm．
（1）求绳子对杠杆A端的拉力．
（2）若物块的体积为10cm3，求物块在水中所受到的浮力．
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【分析】（1）知道拉力的大小和力臂的大小，根据杠杆的平衡条件求出绳子对杠杆A端的拉力；
（2）物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力．
【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件可得：
FA OA=F OB，
则绳子对杠杆A端的拉力：
FA=F=×3N=2N；
（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，物块在水中所受到的浮力：
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10×10﹣6m3=0.098N．
答：（1）绳子对杠杆A端的拉力为2N；
（2）物块在水中所受到的浮力为0.098N．
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件和阿基米德原理的应用，是一道较为简单的应用题．
15．（2016 郴州）如图所示，物体A
( http: / / www.21cnjy.com )质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg．求：
（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？
（3）物体A的密度是多少？
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【分析】（1）根据不计动滑轮重、绳重、摩擦，由F=得到弹簧测力计示数．
（2）对滑轮受力分析确定对A的拉力，对物体A受力分析，确定浮力大小．
（3）由F浮=ρ水gV排，计算出排开液体体积及物体体积，由ρ=计算出密度．
【解答】解：（1）由GA=mAg=1kg×10N/kg=10N
由F=GA=×10N=5N
（2）对滑轮受力分析对A的拉力：FA=2×3N=6N
对A受力分析：F浮=GA﹣FA=10N﹣6N=4N
（3）由F浮=ρ水gV排得：
V排===4×10﹣4m3
浸没：VA=V排=4×10﹣4m3
ρA==2.5×103kg/m3
答：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是5N．
（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是4N．
（3）物体A的密度是2.5×103kg/m3．
【点评】此题考查了，动滑轮、受力分析、浮力考查知识点较多，难度不大．
16．（2016 石景山区一模）如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计．当吊起质量为270kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90%，取g=10N/kg．
求：（1）拉力F的大小．
（2）动滑轮所受的重力．
（3）拉力F的功率P．
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【分析】（1）知道重物的质量，根据G=mg求出其重力，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据η=×100%=×100%=×100%=×100%求出拉力F的大小；
（2）滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，根据F=（G+G动）求出动滑轮所受的重力；
（3）根据v绳=nv物求出绳端移动的速度，根据P===Fv求出拉力F的功率．
【解答】解：（1）重物的重力：GA=mg=270kg×10N/kg=2700N，
由图可知，n=3，
由η=×100%=×100%=×100%=×100%可得，拉力的大小：
F===1000N；
（2）滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，
由F=（G+G动）可得，动滑轮所受的重力：G动=nF﹣GA=3×1000N﹣2700N=300N；
（3）绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.4m/s=1.2m/s，
拉力F的功率：P=Fv绳=1000N×1.2m/s=1200W．
答：（1）拉力F的大小为1000N；
（2）动滑轮所受的重力为300N；
（3）拉力F的功率为1200W．
【点评】本题考查了拉力、动滑轮重力、拉力功率的计算，利用滑轮组机械效率公式η=×100%和功率公式P=Fv是关键．
17．（2016 黔南州）用如图甲所
( http: / / www.21cnjy.com )示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
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【分析】（1）利用G=mg计算物体M的重力；
（2）物体M浸没在水中，则排开水的体积
( http: / / www.21cnjy.com )等于其自身体积，利用F浮=ρ水gV排求出物体M受到的浮力，然后利用力的合成计算动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）根据公式W有=（G﹣F浮）h计算拉力F对所提升物体M做的有用功．由图乙可知此时拉力做的功，即总功，再据机械效率的计算公式计算即可．
【解答】解：
（1）物体M的重力：G=mg=76kg×10N/kg=760N；
（2）物体M浸没在水中，则V排=V=3×10﹣3m3，
物体M受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N，
则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力：F拉=G﹣F浮=760N﹣30N=730N；
（3）由于物体未露出水面，物体受浮力作用，则滑轮组提升重物所做的有用功：
W有=（G﹣F浮）h=730N×10m=7300J；
货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度，
由v=可知，运动的时间：t===20s，
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，
所以滑轮组提升重物的机械效率：
η=×100%=×100%=91.25%；
答：（1）物体M的重力为760N；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N；
（3）滑轮组提升重物的机械效率为91.25%．
【点评】本题考查了重力、滑轮组绳子拉力、有用功、总功、机械效率的计算，关键是从图象中找到有用数据．
18．（2016 西城区一模
( http: / / www.21cnjy.com )）用如图所示的滑轮组从水中提升物体A，物体A完全在水面下匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F，滑轮组的机械效率为η．已知：F=400N，η=80%，物体A的体积V=9dm3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计．求：
（1）物体A的浮力F浮；
（2）物体A所受的重力GA．
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【分析】（1）物体A在水中排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求物体所受浮力；
（2）在匀速提升水中物体A的过程中，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计，滑轮组的机械效率η====，据此求物体重力．
【解答】解：
（1）物体A在水中所受浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×9×10﹣3m3=90N；
（2）在匀速提升水中物体A的过程中，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计，
则滑轮组的机械效率：
η======80%，
解得：
GA=730N．
答：（1）物体A的浮力为90N；
（2）物体A所受的重力为730N．
【点评】本题考查了浮力的计算、机械效率公式的应用，计算时注意：物体在水中时使用滑轮组的有用功W有用=（G﹣F浮）h，而不是W有用=Gh．
19．（2016 苏州一模
( http: / / www.21cnjy.com )）如图，一卡车车厢底板距地面h=1m，小明把一块2m长的钢板搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用平行于斜面大小为500N的力，把一个大木箱由斜面的底端推到顶端（忽略木箱的宽度），己知木箱重为700N．
（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，求推力的功率．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？
（3）求木箱在斜面上受到的摩擦力．
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【分析】（1）知道木箱在推力的作用下移动的距离和推力的大小，可利用公式W=FL计算出推力做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P=计算出推力的功率．
（2）知道木箱的重力和木箱升高的高度，可利用公式W=Gh计算出克服重力做的有用功，再利用公式η=×100%计算出斜面的机械效率．
（3）人做的额外功是人克服摩擦力做功，等于总功减去额外功，再利用W额=fs求摩擦力．
【解答】解；（1）由题知，F=500N，s=2m，t=5s，
推力做的总功为：W总=Fs=500N×2m=1000J，
推力的功率：
P===200W；
（2）由题知，G=700N，h=1m，
克服重力做的有用功为：W有用=Gh=700N×1m=700J，
斜面的机械效率为：
η==×100%=70%；
（3）小明做的额外功为：W额=W总﹣W有用=1000J﹣700J=300J，
由W额=fs得摩擦力的大小：
f===150N．
答：（1）把木箱由底端推到顶端，用了5s，推力的功率为200W．
（2）这个过程中，斜面的机械效率是70%．
（3）木箱在斜面上受到的摩擦力为150N．
【点评】本题考查了总功、有用功、斜面机械效
( http: / / www.21cnjy.com )率和功率的计算，以及对公式变形的理解和应用，解答此题的关键是要知道使用斜面有用功（提升重物做功）、总功（推力做功）、额外功（克服摩擦做功）的意义．
20．（2010 合肥校级自主招生）在一次物
( http: / / www.21cnjy.com )理课上，小明利用老师提供的完全相同的动滑轮，设计了如图所示的实验装置，当它下端挂一个20N的重物时，测得绳子自由端的拉力为8N，绳子自由端移动的距离为8m，请你帮他解决以下几个问题（不计绳重和摩擦）
（1）物体移动的距离；
（2）该装置的机械效率；
（3）动滑轮的重力．
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【分析】（1）由滑轮组的结构知道两个动滑轮是分离的，则分别判断即可得出s=2×2h=4h，据此即可求出物体向上移动的距离；
（2）利用W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出总功，再利用η=×100%求滑轮组的机械效率；
（3）求出额外功，由于不计绳重和摩擦，额外功主要是克服动滑轮的重力所做的功，则根据W=Gh即可求出动滑轮的重力；
也可以根据物体的受力平衡合力为零列出等式即可求出动滑轮的重力．
【解答】解：（1）由图可知：滑轮组中的两个动滑轮，需要分别研究，则s=2×2×h，
所以，h=s=×8m=2m；
（2）W总=FS=8N×8m=64J，
W有Gh=20N×2m=40J；
η=×100%=×100%=62.5%；
（3）方法一：W额=W总﹣W有=64J﹣40J=24J，
由W额=G动h+G动2h可得：
G动===4N；
方法二：由受力分析可得：F=；
所以，G动===4N．
答：（1）物体移动的距离为2m；
（2）该装置的机械效率为62.5%；
（3）动滑轮的重力为4N．
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算、机械效率、功率的计算，本题关键是注意两个动滑轮不是组合在一起使用的．
21．（2015 东莞市校级三模）如图所示，
( http: / / www.21cnjy.com )已知斜面长5m，高2m，拉力为50N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面低端拉倒顶端．求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）该装置的机械效率为多少？
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【分析】（1）知道物体的重和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
（2）动滑轮绳子的有效股数为2，根据s绳=ns物求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，利用P=求出拉力做功的功率；
（3）根据η=×100%求出该装置的机械效率．
【解答】解：（1）有用功：
W有=Gh=100N×2m=200J；
（2）动滑轮绳子的有效股数为2，
则绳端移动的距离：
s绳=2s=2×5m=10m，
拉力做的总功：
W总=Fs绳=50N×10m=500J，
拉力做功的功率：
P===100W；
（3）该装置的机械效率：
η=×100%=×100%=40%．
答：（1）有用功是200J；
（2）拉力做功的功率是100W；
（3）该装置的机械效率为40%．
【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确绳端移动的距离和有用功、总功是关键．
22．（2016 通州区一模）如图所示，工人用滑轮组提升重480N的物体，所用拉力F为200N，物体以0.2m/s上升了2m，求
（1）拉力F做的总功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
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【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，
（1）根据公式W总=Fs求出拉力F所做的总功；
（2）求出拉力端移动的速度，利用Fv求出拉力的做功功率
（3）根据公式W有用=Gh可求出有用功，利用效率公式求出滑轮组的机械效率．
【解答】解：
（1）绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m，
拉力做的总功W总=Fs=200N×6m=1200J；
（2）拉力端移动的速度v=0.2m/s×3=0.6m/s，
拉力做功功率P=Fv=200N×0.6m/s=120W；
（3）有用功的大小：W有用=Gh=480N×2m=960J；
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%．
答：（1）拉力F做的总功为1200J；
（2）拉力F做功的功率为120W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
【点评】本题考查了功、功率以及机械效率的计算，关键是由图得出n的值（直接从动滑轮上引出的绳子股数）．
23．（2016 泰山区二模
( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
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【分析】由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；
（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；
（2）总功（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物=v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；
（4）根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小，然后利用P=Fv计算拉力做功功率．
【解答】解：
（1）由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；
（2）W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η==×100%≈90.9%；
（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物=v=×3m/s=1m/s，
由v=得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物===12s；
（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W．
【点评】本题考查了学生对有用功、
( http: / / www.21cnjy.com )总功、机械效率公式、功率公式，以及速度公式的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键，根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小是此题的难点．
24．（2016 东城区一模）如图所示，质
( http: / / www.21cnjy.com )量为20kg的物体沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动，地面与物体间的摩擦力为12N．（g=10N/kg）
（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为多少？
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为多少？拉力做功的功率为多少？
【分析】（1）由图知，拉物体的力由三股绳子承担，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，拉力F=f，知道摩擦力，可求拉力大小；
（2）滑轮组的机械效率η====，据此求拉力，再求出拉力端移动的速度，利用P=Fv求拉力做功功率．
【解答】解：
（1）由图知，n=3，则拉力F=f=×12N=4N；
（2）滑轮组的机械效率η====，
所以F2===5N，
拉力端移动的速度：
s=3×0.4m/s=1.2m/s，
拉力做功功率：
P2=F2v=5N×1.2m/s=6W．
答：（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为4N；
（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为80%，绳子自由端的拉力为5N，拉力做功的功率为6W．
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功、功率的计算，注意水平使用滑轮组时克服摩擦做的功为有用功．
25．（2016 临清市一模）如图，轻
( http: / / www.21cnjy.com )质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态．（g=10N/kg）求：
（1）物体C的质量；
（2）物体C的密度；
（3）物体C受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力；
（5）物体D对地面的压强．
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【分析】（1）知道物体的重力，利用G=mg求物体质量；
（2）求出正方体的体积，利用ρ=计算物体C的密度；
（3）求出C物体排开水的体积，利用阿基米德原理求受到的浮力；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力等于重力减去浮力；
（5）利用杠杆平衡条件求拉力FB，D物体对地面的压力等于D的重力减去拉力，求出受力面积，再利用压强公式求出物体D对地面的压强．
【解答】解：（1）物体C的质量：
m===2kg；
（2）物体C的密度：
ρ===2×103kg/m3；
（3）物体C排开水的体积：
V排=（0.1
m）2×（0.1m﹣0.02m）=8×10﹣4m3，
则受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N；
（4）杠杆A端受到的拉力：
FA=G﹣F浮=20N﹣8N=12N；
（5）由F1L1=F2L2
得FAOA=FBOB，
则FB=FA=×12N=16N，
F压=GD﹣FB=20N﹣16N=4N；
p===400Pa．
答：（1）物体C的质量为2kg；
（2）物体C的密度为2×103kg/m3；
（3）物体C受到的浮力为8N；
（4）杠杆A端受到绳子的拉力为12N；
（5）物体D对地面的压强为400Pa．
【点评】此题为力学综合题，主要考查了重力公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件、压强公式的应用，计算时注意单位统一．
26．（2017 邗江区一模）如图
( http: / / www.21cnjy.com )所示，质量为80kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg）
求：此时
（1）绳对B端的拉力F拉；
（2）物体A对地面的压强p．
( http: / / www.21cnjy.com )
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件求出绳对杠杆B端的拉力；
（2）物体A静止，处于平衡状态，受到的力为平衡力，对物体A受力分析可知，受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，根据力的平衡条件求出支持力，根据相互作用力求出压力，根据面积公式求出A的底面积即为受力面积，根据p=求出此时物体A对地面的压强．
【解答】解：（1）由杠杆平衡条件有：F拉×BO=F×OC，
由BC=3BO，可得OC=2BO，
则F拉===240N；
（2）物体A的重力：
G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对静止的物体A受力分析可知：受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，
由力的平衡条件可得，物体A受到的支持力，
F支持=G﹣F拉=800N﹣240N=560N，
因物体A对地面的压力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力，
所以，物体A对地面的压力：
F压=F支持=560N，
受力面积：
S=20cm×20cm=400cm2=0.04m2，
A对地面的压强：
p===1.4×104Pa．
答：（1）绳对杠杆B端的拉力为240N；
（2）此时物体A对地面的压强为1.4×104Pa．
【点评】本题主要考查了二力平衡条件、压强公式的应用，关键是利用好力的平衡条件和相互作用力的关系，分清各力之间的关系是关键．
27．（2016 微山县一模）不
( http: / / www.21cnjy.com )计绳重和摩擦，动滑轮重为3N，所吊起的重物B重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降．
（1）要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，需要对A施加的向左的水平外力是多大？外力的功率为多少？
（2）若物体B全部浸没在水中时此外力为8N，则物体B的密度为多少？
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【分析】（1）根据滑轮组省力的特点求得
( http: / / www.21cnjy.com )对物体A的拉力FA，物体B匀速下降，根据物体受力平衡计算出A受到向左的水平大小，根据P=Fv求出功率大小；
（2）B全部浸没在水中，根据F′=FA′+f，由FA′=（GB﹣F浮+G动），计算出B受到的浮力，利用F浮=ρ水gV排求出B的体积，利用密度公式求出B的密度．
【解答】解：
（1）由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，
则B拉A的力FA=（GB+G动）=×（12N+3N）=5N，
B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，
则f=FA=5N，
当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，
由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，
所以，F=FA+f=5N+5N=10N；
则绳子自由端移动的速度为：vA=3vB=3×0.2m/s=0.6m/s，
所以外力的功率P=FvA=10N×0.6m/s=6W；
（2）B全部浸没时，F′=FA′+f，
所以FA′=F′﹣f=8N﹣5N=3N，
此时FA′=（GB﹣F浮+G动），
F浮=GB+G动﹣3FA′=12N+3N﹣3×3N=6N，
由F浮=ρ水gV排，VB===6×10﹣4m3，
所以B的密度为：ρB====2.0×103kg/m3．
答：（1）需要对A施加的向左的水平外力是10N；外力的功率为6W；
（2）物体B的密度为2.0×103kg/m3．
【点评】本题考查了滑轮组的特点、平衡力、功率和浮力的计算，知识点多，综合性强，属于一道难题．关键是根据FA′=（GB﹣F浮+G动）求出B物体受到的浮力大小．
28．（2017 河西区模拟）用如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示的滑轮组提升重1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P．
（3）滑轮组的机械效率η．
【分析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n=3，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力F=（G+G轮），据此求动滑轮重力；
（2）拉力端移动速度等于物体上升速度的3倍，利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）知道拉力和物重，利用η====求滑轮组的机械效率．
【解答】解：由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
（1）不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则拉力F=（G+G动），
所以动滑轮重力：G动=3F﹣G=3×500N﹣1200N=300N；
（2）拉力端移动速度：v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力做功的功率：P=Fv=500N×0.3m/s=150W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=====×100%=80%．
答：（1）动滑轮所受的重力为300N；
（2）拉力F做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、拉力功率和机械效率的计算．利用好两个推导公式：一是P===Fv，二是η====．
29．（2017 雨城区校级模拟）如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）
（1）此时物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
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【分析】（1）求出物体的体积（物体浸没水中排开水的体积），利用阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可求物体所受浮力．
（2）根据G=mg=ρVg求出物体重力，则物体对滑轮组的拉力为F′=G﹣F浮，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=F′．
（3）求物体对滑轮组的拉力为F′，知道动力F，利用η====此装置的机械效率．
【解答】解：
（1）当物体未露出水面时，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，
物体受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；
（2）物体重力：G=mg=ρ物Vg=2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=2.4×103N；
物体未露出水面时，物体受向上的拉力、向上的浮力和向下的重力，
则滑轮组对物体的拉力：F′=G﹣F浮=2.4×103N﹣1.2×103N=1.2×103N，
由图可知，承担物重绳子的股数n=4，
若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则工人对绳的拉力：
F=F′=×1.2×103N=300N；
（3）若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，滑轮组对物体的拉力F′（该拉力对物体做的功为有用功），
此装置的机械效率：
η=====×100%=75%．
答：（1）物体受到的浮力为1.2×103N．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是300N．
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率为75%
【点评】此题是一道力学综合题，综合考查
( http: / / www.21cnjy.com )了重力公式、密度公式、阿基米德原理、效率公式的应用．注意滑轮组下端受到的拉力不是物体重力，二是物体受到的重力和浮力之差．
30．（2017 西乡塘
( http: / / www.21cnjy.com )区校级三模）用如图所示的装置来提升水下物体C，C的体积为0.02m3、重800N，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO：OB=1：2，小明站在B端竖直向下拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦．物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置．己知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
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（1）物体C未出水面时受到的浮力：
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少．
【分析】（1）根据F浮=ρ水gV排求出物体C未露出水面时受到的浮力；
（2）对物体C受力分析可知，物体C受到竖直向上的浮力和拉力以及竖直向下的重力作用，据此求出物体C受绳子的拉力；
（3）先根据F=（G动+GC）求出作用在滑轮绳子上的力，然后根据η===可知求出滑轮组的机械效率；
（4）根据图示可知，当B端的作用力为500N时，物体的重力最大；先根据杠杆平衡条件求出A端最大作用力，然后根据FA=（G动+G物）的变形即可求出物体的最大重力．
【解答】解：（1）物体C未出水面时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N；
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力：Fc=G﹣F浮=800N﹣200N=600N；
（3）物体C未出水面时，作用在滑轮绳子上的力：
F=（G动总+FC）=（2×50N+600N）=175N；
物体C未出水面时，滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈85.7%；
（4）因为小明的体重为500N，所以在B端最多能施加500N的拉力；根据杠杆平衡条件可知，此时物体的重力最大；
根据杠杆平衡条件有：FB最大×OB=FA×OA，即500N×OB=FA×OA，
所以FA===1000N；
将物体完全拉出水面时，由FA=（G动+G物）可得，最大物重：
G物=4FA﹣G动=4×1000N﹣2×50N=3900N．
答：（1）物体C未出水面时受到的浮力为200N；
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力为600N；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率为85.7%；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是3900N．
【点评】此题考查浮力的计算、杠杆平衡条件的应用、滑轮组的机械效率等多个知识点，有一定的拔难度，是一道综合性较强的题目．
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