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机械效率经典题
一、单项选择题（共16题，每小题3分，共计16×3=48分。）
01．重200N的木箱，在40N水平拉力的作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动。当木箱在50N的水平拉力的作用下，沿同一水平地面前进10m的过程中，错误的是（ ）
A.拉力做功500J B.重力做功2000J
C.木箱受到的摩擦力为40N D.木箱受到的重力和支持力的合力为零
02．图2中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内
沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s
B．滑轮组的机械效率为87.5%
C．天花板对滑轮组的拉力为10N
D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
03．重为40N的物体A放在水平桌面上，利用图9所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，拉力F的大小是2N并保持水平，绳子的伸长及滑轮的摩擦不计。则 （ ）
A．拉力F移动的速度是4m/s
B．A受到桌面的滑动摩擦力是40N
C．1s内拉力F做的功是4J
D．拉力做功的功率是4W
04.用滑轮组将密度为 2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m，加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A.金属块受到的重力与浮力是平衡力
B.拉力F的有用功是280J
C.金属块受到的浮力是100N
D.滑轮组的机械效率是75%
05.小明用方向为水平、大小为20N的力，拉着一个重50N的小车在水平地面上匀速运动。在5s的时间内，向前运动了5m。下列中说法中正确的是（ ）
A.小车受到的摩擦力大小是50N B. 重力做功250J
C. 小明的拉力做功100J D. 小明做功的功率是100W
06．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
? A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大
C．甲和乙滑轮组的机械效率相同 D．甲滑轮组做的总功较大
07．如图9所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力相同的重物至相同的高度，
若所用拉力F1=F2，已知甲的机械效率是50％，则错误的说法是（不计绳重及摩擦）（ ）
乙的机械效率是75％ B. 乙的机械效率是80％
C．拉力F1做的功与拉力F2做的功之比是3:2
D．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比是3:1
08．（朝阳二模）如图（甲）所示，重为80N的物体在大小为10N方向向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.3m/s的速度做匀速直线运动,滑轮与绳子质量及摩擦均不计。当撤去拉力F1物体静止后，改用拉力为水平向右大小为30N的拉力F2使物体在相同的水平面上向右运动10m，如图15乙所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F2做的功是300J B．物体与地面之间的摩擦力为30N
C．在拉力F2作用下物体运动时，其受到的合力大小为10N D．拉力F1的功率为6W
09．（崇文一模）如图所示的装置，O为杠杆的支点，在杠杆上挂有重为60N的重物B，杠杆的左端通过细绳（绳的中间串一个弹簧测力计）跨过定滑轮悬挂着重物A处于静止状态，此时弹簧测力计的示数为40N，杠杆处于水平位置平衡。保持Ｍ点位置不动，向容器C中缓慢注水至A完全浸没在水中，测力计示数变为20N。托起容器Ｃ，使A接触容器的底部，弹簧测力计的示数逐渐减为10N，同时移动物体B的悬挂点，使杠杆仍在水平位置平衡。若已知容器的底面积为200cm2，杠杆、弹簧测力计、细绳和滑轮的质量以及一切摩擦均可忽略不计，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg。则根据以上数据可知错误的是（ ）
A．物体A的体积为2×10３cm3 B．物体A的密度为2×10３kg/m3
C．物体B的悬挂点应向左移动的距离为杠杆长度的
D．若将物体A从容器中取出，取出前后容器底部 受水的压强的变化量为100Pa
10．（崇文二模）如图所示，用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力F的功率始终保持1500W，金属块浸没在水中时匀速提起的速度为，金属块的密度为kg/m3，取g=10N/kg。（ ）
A．金属块露出水面之前，绳子自由端移动的速度为
B．金属块露出水面之前滑轮组的机械效率
C．滑轮组中动滑轮的重力为
D．金属块全部出水面后作用在绳子自由端的拉力F，比F大100N
11．（大兴二模）如图所示，用力F拉着滑轮，使重200N的物体A以0.2m/s的速度，在水平地面上匀速运动。弹簧测力计的示数为5N。不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列叙述不正确的是（ ）
A．水平拉力F的功率是1W
B．以滑轮为参照物，物体A是运动的
C．物体A前进1m，重力做功200J
D．物体A受到的摩擦力为5N
12．（丰台二模）如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75％，运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍。不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果不正确的是（ ）
A．绳子自由端受到拉力的功率是2W B．人所受到的合力为零
C．绳子自由端运动的速度是0.01m/s D．人对地面的压力是410N
13．（密云一模）如图所示，当在绳子的自由端挂上70N的物体B静止时，物体A浸没在容器内的水中。当在B下面再挂上20N的物体静止时，物体A有二分之一的体积浸在容器内的水中。已知物体A的质量为20kg，g取10N/kg。不计绳重和摩擦，则下列计算结果不正确的是（ ）
A.物体A的体积是8×10-3m3
B.物体A的密度是2.5×103kg/m3
C.物体A浸没在水中时受到的浮力是80N
D.动滑轮的质量是4kg
14．（平谷一模）如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。则下列计算结果中，正确的是（ ）
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.01m/s
15．（西城一模）如图10所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到的摩擦力为10N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W
D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
16．（朝阳一模） 如图9所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400N的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内（ ）
A．拉力F做的有用功4500J B．拉力F做功的功率约33W
C．动滑轮重300N D．滑轮组的机械效率70%
二、计算题（共75分）
17、（12分，每问3分）如图所示，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为0.1m3、密度为2.7×103kg/m3的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）水池底部受到水的压强； （2）金属块受到的浮力大小；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力为多大？
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？
18、（6分，每问3分）如图所示，倾角为θ的直角斜面上有一重为G的物体，在拉力F作用下从斜面底部被匀速拉到顶端。设物体受到斜面的摩擦力为f。
（1）试利用W总＝W有+W额外推导f＝F﹣G?；
（2）已知BC＝AB，F＝4N，G＝6.4N，求该斜面的机械效率。
19、（9分，每问3分）如图所示，一个质量为60kg的物体，通过滑轮组在25N拉力作用下以0.2m/s做匀速直线运动，已知物体受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍（g＝10N/kg）求：
（1）物体所受的重力是多少？
（2）10s绳自由端移动的距离是多少米？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？
20、（9分，每问3分）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
（12分，每问3分）北海、防城港、钦州是广西与东盟经济交流的重要港口城市，滑轮组在港口机械设备中有广泛的应用，机械设备在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验，如图22所示，已知A的体积为1.2×10﹣3m3，质量为2.1kg。整个打捞过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%．忽略绳重及滑轮摩擦，不考虑水的阻力，求：（ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）A受到的重力；
（2）A完全浸没在水中时受到的浮力；（3）A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F；
（4）A完全离开水面后，滑轮组的机械效率。（保留1位小数）
22、（9分，每问3分）用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知：电动机工作时拉绳子的功率恒为1100W，箱子质量为300kg、体积为0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s。求：（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g＝10N/kg，水的密度：1.0×103kg/m3）
（1）箱子在水中时受到浮力最大是多少？ （2）电动机把箱子提升到地面做的总功？
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值？
23、（9分，每问3分）如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞，OB＝5OF．通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是V＝0.6m3，密度为4.0×103kg/m3，重物出水前滑轮组的效率为60%，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化图象如图乙所示，求：
（1）被打捞物体的重力？（2）重物出水前匀速上升的速度？
（3）假设起重时E始终是沿竖直方向向上的力，忽略吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦，物体离开水面后E对OB至少要施加多大的力才能吊起被打捞重物？
24、（9分，每问3分）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝OC，B为OC的中点。小明在C点施加始终竖直向上的拉力F将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦和绳子重。请你求解下列问题：（1）提升该物体做的有用功。
（2）拉力F所做的功。（3）木棒重。
F
图2
第4题图
F
乙
F2
G
甲
F1
G
甲
F1
乙
F2
A
A
B
A
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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机械效率经典题
一、单项选择题（共16题，每小题3分，共计16×3=48分。）
01．重200N的木箱，在40N水平拉力的作用下，恰能沿水平地面做匀速直线运动。当木箱在50N的水平拉力的作用下，沿同一水平地面前进10m的过程中，错误的是（ ）
A.拉力做功500J B.重力做功2000J
C.木箱受到的摩擦力为40N D.木箱受到的重力和支持力的合力为零
02．图2中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内
沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s
B．滑轮组的机械效率为87.5%
C．天花板对滑轮组的拉力为10N
D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
03．重为40N的物体A放在水平桌面上，利用图9所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，拉力F的大小是2N并保持水平，绳子的伸长及滑轮的摩擦不计。则 （ ）
A．拉力F移动的速度是4m/s
B．A受到桌面的滑动摩擦力是40N
C．1s内拉力F做的功是4J
D．拉力做功的功率是4W
04.用滑轮组将密度为 2.8×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m，加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A.金属块受到的重力与浮力是平衡力
B.拉力F的有用功是280J
C.金属块受到的浮力是100N
D.滑轮组的机械效率是75%
05.小明用方向为水平、大小为20N的力，拉着一个重50N的小车在水平地面上匀速运动。在5s的时间内，向前运动了5m。下列中说法中正确的是（ ）
A.小车受到的摩擦力大小是50N B. 重力做功250J
C. 小明的拉力做功100J D. 小明做功的功率是100W
06．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）
? A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大
C．甲和乙滑轮组的机械效率相同 D．甲滑轮组做的总功较大
07．如图9所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力相同的重物至相同的高度，
若所用拉力F1=F2，已知甲的机械效率是50％，则错误的说法是（不计绳重及摩擦）（ ）
乙的机械效率是75％ B. 乙的机械效率是80％
C．拉力F1做的功与拉力F2做的功之比是3:2
D．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比是3:1
08．（朝阳二模）如图（甲）所示，重为80N的物体在大小为10N方向向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.3m/s的速度做匀速直线运动,滑轮与绳子质量及摩擦均不计。当撤去拉力F1物体静止后，改用拉力为水平向右大小为30N的拉力F2使物体在相同的水平面上向右运动10m，如图15乙所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F2做的功是300J B．物体与地面之间的摩擦力为30N
C．在拉力F2作用下物体运动时，其受到的合力大小为10N D．拉力F1的功率为6W
09．（崇文一模）如图所示的装置，O为杠杆的支点，在杠杆上挂有重为60N的重物B，杠杆的左端通过细绳（绳的中间串一个弹簧测力计）跨过定滑轮悬挂着重物A处于静止状态，此时弹簧测力计的示数为40N，杠杆处于水平位置平衡。保持Ｍ点位置不动，向容器C中缓慢注水至A完全浸没在水中，测力计示数变为20N。托起容器Ｃ，使A接触容器的底部，弹簧测力计的示数逐渐减为10N，同时移动物体B的悬挂点，使杠杆仍在水平位置平衡。若已知容器的底面积为200cm2，杠杆、弹簧测力计、细绳和滑轮的质量以及一切摩擦均可忽略不计，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg。则根据以上数据可知错误的是（ ）
A．物体A的体积为2×10３cm3 B．物体A的密度为2×10３kg/m3
C．物体B的悬挂点应向左移动的距离为杠杆长度的
D．若将物体A从容器中取出，取出前后容器底部 受水的压强的变化量为100Pa
10．（崇文二模）如图所示，用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力F的功率始终保持1500W，金属块浸没在水中时匀速提起的速度为，金属块的密度为kg/m3，取g=10N/kg。（ ）
A．金属块露出水面之前，绳子自由端移动的速度为
B．金属块露出水面之前滑轮组的机械效率
C．滑轮组中动滑轮的重力为
D．金属块全部出水面后作用在绳子自由端的拉力F，比F大100N
11．（大兴二模）如图所示，用力F拉着滑轮，使重200N的物体A以0.2m/s的速度，在水平地面上匀速运动。弹簧测力计的示数为5N。不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列叙述不正确的是（ ）
A．水平拉力F的功率是1W
B．以滑轮为参照物，物体A是运动的
C．物体A前进1m，重力做功200J
D．物体A受到的摩擦力为5N
12．（丰台二模）如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75％，运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍。不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。则下列计算结果不正确的是（ ）
A．绳子自由端受到拉力的功率是2W B．人所受到的合力为零
C．绳子自由端运动的速度是0.01m/s D．人对地面的压力是410N
13．（密云一模）如图所示，当在绳子的自由端挂上70N的物体B静止时，物体A浸没在容器内的水中。当在B下面再挂上20N的物体静止时，物体A有二分之一的体积浸在容器内的水中。已知物体A的质量为20kg，g取10N/kg。不计绳重和摩擦，则下列计算结果不正确的是（ ）
A.物体A的体积是8×10-3m3
B.物体A的密度是2.5×103kg/m3
C.物体A浸没在水中时受到的浮力是80N
D.动滑轮的质量是4kg
14．（平谷一模）如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。则下列计算结果中，正确的是（ ）
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.01m/s
15．（西城一模）如图10所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到的摩擦力为10N B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为4.8W
D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
16．（朝阳一模） 如图9所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400N的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内（ ）（多选）
A．拉力F做的有用功4500J B．拉力F做功的功率约33W
C．动滑轮重300N D．滑轮组的机械效率70%
二、计算题
17、【解答】解：
（1）水池底部受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×12m＝1.2×105Pa；
（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积：V排＝V＝0.1m3，
金属块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；
（3）由ρ＝得金属块的质量：m＝ρ铝V＝2.7×103kg/m3×0.1m3＝270kg，
金属块的重力：G＝mg＝270kg×10N/kg＝2700N；
由图可知，n＝2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力：
F＝（G﹣F浮）＝×（2700N﹣1000N）＝850N；
（4）由图知，n＝2，绳端移动距离s＝2h′＝2×0.5m＝1m，
若实际所用拉力为1000N，则总功为：W总＝Fs＝1000N×1m＝1000J，
使用滑轮组所做的有用功：W有用＝（G﹣F浮）h＝（2700N﹣1000N）×0.5m＝850J，
此时该滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝85%。
答：（1）水池底部受到水的压强为1.2×105Pa；
（2）金属块受到的浮力大小为1000N；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力为850N；
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为85%。
18、【解答】解：
（1）使用斜面拉力做的总功W总＝Fs＝F×AB，有用功W有用＝Gh＝G×BC，
克服摩擦做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝F×AB﹣G×BC，
由W额＝fs＝f×AB可得摩擦力：f＝＝＝F﹣G?；
（2）由题知，BC＝AB，F＝4N，G＝6.4N，
该斜面的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）推导过程见解答；（2）该斜面的机械效率为80%。
19、【解答】解：
（1）由题知，m＝60kg，则物体所受的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；
（2）由图知，n＝3，拉力端移动速度：v＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
10s绳自由端移动的距离：s＝vt＝0.6m/s×10s＝6m；
（3）物体受到的滑动摩擦力：f＝0.1G＝0.1×600N＝60N，
拉力端移动距离s＝3s物，
滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）物体所受的重力是600N；（2）10s绳自由端移动的距离是6m；
（3）该滑轮组的机械效率是80%。
20、【解答】解：
（1）由P＝可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功：W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离：s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s物＝3×20m＝60m，
由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小：F＝＝＝20000N；
（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，
斜面的机械效率：η＝＝＝×100%＝75%。
答：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×106J；
（2）汽车对绳的拉力大小为20000N；（3）斜面的机械效率为75%。
21、【解答】解：（1）物体A所受重力：GA＝mg＝2.1kg×10N/kg＝21N；
（2）A完全浸没在水中时：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3 m3＝12N；
（3）A完全浸没在水中时，η＝60%，则：W有＝（GA﹣F浮）?h W总＝（GA﹣F浮）?h+G动?h
由η＝得，＝60%，即＝60% 解得：G动＝6N，
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，
A完全出水后，钢绳拉力：F＝（GA+G动）＝（21N+6N）＝9N；
（4）由η＝＝＝＝得，A完全离开水面后，滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈77.8%。
答：（1）A受到的重力为21N；（2）A完全浸没在水中时受到的浮力是12N；
（3）A完全离开水面后，绳子自由端的拉力为9N；
（4）A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为77.8%。
22、【解答】解：
（1）箱子浸没在水中时V排＝V＝0.1m3，此时排开水的体积最大，所受到浮力最大，
所以最大浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1×103N；
（2）电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，将箱子从水底提到地面用时t＝24s，
由P＝得，电动机所做的总功：W总＝Pt＝1100W×24s＝2.64×104J；
（3）在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；
由η＝＝＝＝可知，动滑轮对箱子的拉力越大，滑轮组的机械效率越大，即出水后滑轮组的机械效率最大。
箱子的重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N；
出水后，滑轮组的最大机械效率：η最大＝×100%＝×100%＝93.75%。
答：（1）箱子在水中时受到浮力最大是1×103N；
（2）电动机把箱子提升到地面做的总功为2.64×104J；
（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值是93.75%。
23、【解答】解：
（1）由ρ＝可得物体的质量：m＝ρV＝4.0×103kg/m3×0.6m3＝2400kg，
被打捞的重力：G＝mg＝2400kg×10N/kg＝2.4×104N；
（2）物体出水前受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m3＝6×103N，
滑轮组对物体的拉力：F拉＝G物﹣F浮＝2.4×104N﹣6×103N＝1.8×104N，
由图知，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，滑轮组对物体的拉力做功为有用功，
由η＝＝＝＝＝60%得牵引力：F＝＝＝1×104N，
由图乙可知，40s牵引力做功W＝4.8×105J，
牵引力做功的功率：P＝＝＝12000W，
由P＝＝＝Fv得拉力端移动的速度：v＝＝＝1.2m/s，
由v＝3v物可得，重物出水前匀速上升的速度：v物＝v＝×1.2m/s＝0.4m/s；
（3）如图，吊臂支点为O，柱塞E竖直向上的力为动力，则动力臂为OP；出水后滑轮组对B端的拉力为阻力，则阻力臂为OQ，
忽略吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦，
则物体出水后，滑轮组对吊臂B端的作用力FB＝G＝2.4×104N；
由于△OPF∽△OQB，所以，＝＝5，根据杠杆平衡条件的可知：FE×OP＝FB×OQ，
所以E对OB至少施加的力：FE＝×FB＝5×2.4×104N＝1.2×105N；
答：（1）被打捞物体的重力为2.4×104N；（2）重物出水前匀速上升的速度为0.4m/s；
物体离开水面后E对OB至少要施加1.2×105N的力才能吊起被打捞重物。
24、【解答】解：（1）提升该物体做的有用功：W有用＝Gh＝180N×0.2m＝36J；
（2）由η＝可得，拉力F所做的功：W总＝＝＝40J；
（3）因为W总＝W有用+W额，所以，克服木棒重力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝40J﹣36J＝4J，因为OA＝OC，B为OC的中点，所以OB＝2OA；
所以，由相似三角形的知识可知，当物体上升0.2m时，B点（重心）将上升h′＝0.4m；
不计摩擦和绳子重，由W额＝G木h′可得木棒重力：G木＝＝＝10N。
答：（1）提升该物体做的有用功36J；（2）拉力F所做的功40J；（3）木棒重10N。
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日期：2019/9/20 22:02:42；用户：正道→_→直行；邮箱：qiaosi47@xyh.com；学号：24103787
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F
图2
第4题图
F
乙
F2
G
甲
F1
G
甲
F1
乙
F2
A
A
B
A
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