力学部分
专题十一：机械效率相关计算问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
计算题是物理中考的重要题型，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。2-1-c-n-j-y
计算题的特点是：
(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。
(2)知识的应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
(3)知识的综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
机械效率的计算题是中考的常考内容，也是力学的重要考点之一，有的题目和机械能、浮力等知识点结合在一起，有的题目作为压轴题出现。此类考题一般以填空题、选择题和计算题形式出现。同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。
解答此类问题要注意以下问题：
1.滑轮组上承担重物的绳子股数易数错。
2.有用功、额外功、总功的判断出错。
3. 错误认为同一机械的机械效率始终不变。
4.重物移动的距离和绳子移动的距离混乱。
二、考点复习
机械效率的计算题是中考的常考题型，同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。
1.机械效率计算公式：。机械对工作对象做的功是________功，人对机械做的功（或拉力做的功）是________功。
2.滑轮组的机械效率
（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（h为________，F为________，S为________）。
（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为________，l为________，F为________，S为________）。
3.斜面的机械效率：(h为________，S为________，G为________，F为________)。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：填空题
【典例1】（2019?吉林）如图所示，用滑轮组把300N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是________J；如果用该滑轮组提升400N的重物，它的机械效率将________。
【解析】（1）人做的有用功：W有用＝Gh＝300N×3m＝900J；（2）当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变大，滑轮组的机械效率变大。
【答案】900；变大。
高频考点二：选择题
【典例2】（2019?荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ）
①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大
③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多
A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④
【解析】①用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，由η＝＝＝可知，A物体比B物体重，故①错误；②由图知n＝2，因不计绳重和摩擦，A物体比B物体重，G轮相同，则根据F＝（G+G轮）可知，提升A的拉力较大，故②正确；③由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，故③错误；④由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A物体比B物体重，由W有用＝Gh知，提升A做的有用功较多，故④正确；由此可知，只有②④正确。选B。
【答案】B。
高频考点三：综合计算题
【典例3】（2019?攀枝花）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。
【解析】（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%。
【答案】（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%。
考点过关☆专项突破
类型一：填空题
1．（2019?呼伦贝尔）搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为________N（不计绳重和摩擦）；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组的机械效率为________。
2．（2019?恩施州）如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，斜面长s＝2m、高h＝1m。其中所做的有用功为________J，物体受到的摩擦力大小为________N，斜面的机械效率为________。
3．（2019?十堰）质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有________（写出一点即可），动滑轮的重力为________：该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为________。（后两空均用已知量符号表示）
4．（2019?丹东）斜面长1m，高0.4m，用大小为10N沿斜面向上的拉力F，将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端，此过程中斜面的机械效率为________，铁块受到的摩擦力为________N。
5．（2019?鞍山）如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是________m/s，滑轮组所做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是________。
6．（2019?怀化）如图所示，用滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400J．则在这个过程中拉力F做了________J的有用功。该滑轮组的机械效率是________。
7．（2019?宁夏）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体匀速提升了1m。已知拉力F为250N，则提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是________。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法：________。
8．（2018?德阳）如图所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是________%，物体所受摩擦力是________N．（取g=10N/kg）
9．（2019?哈尔滨）如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为________；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将________。
10．（2019?黑龙江）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________。
11．（2019?咸宁）用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h，作用在绳上的拉力大小为F，则总功为________，额外功为________，效率为________。（用题中给出的物理量表示）
12．（2019?娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是________（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是________J。
13．（2019?达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为________J，整个装置的机械效率为________，小车A与斜面间的摩擦力大小为________N．
14．（2019?枣庄）用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m，动滑轮的机械效率是75%，则拉力大小为________N，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为________N。
类型二：选择题
1．（2019?日照）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%．下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
2．（2019?常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N，对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A．有用功为1000J B．总功为1600J
C．额外功为200J D．机械效率为60%
3．（2019?通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．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2m/s B．动滑轮的总重为100N
C．滑轮组的机械效率为83.3% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
4．（2019?福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．10% B．45% C．80% D．90%
5．（2019?烟台）在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想
（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验
验证的猜想是（ ）
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
6．（2018?哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为0.6m/s B．这个滑轮组是费力机械
C．滑轮组的机械效率为83.3% D．F所做的有用功为0.24J
7．（2019?荆州）湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F做功为5×103 J B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C．动滑轮重为300N D．滑轮组的机械效率为75%
8．（2019?泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（ ）
A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一
B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大
C．用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等
D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大
9．（2019?宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（ ）
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 D．货物升高的高度越高，机械效率越高
10．（2019?广安）如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
类型三：综合计算题
1．（2019?鄂尔多斯）举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
（1）物体A的密度。
（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。
（3）物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。
2．（2019?镇江）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。
桶的质量忽略不计，g取10N/kg。
（1）求桶中水的质量。
（2）求这桶水对地面的压强。
（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。
3．（2019?徐州）工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功。求：
（1）提升物体做的有用功；
（2）杠杆的机械效率。
4．（2019?襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重。
5．（2018?南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）
（1）求工人放绳的速度。 （2）求滑轮组的效率η1 （3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。
6．（2019?眉山）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）整个装置的机械效率。
7．（2019?潍坊）一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：
（1）做的有用功；
（2）作用在绳子自由端的拉力。
8．（2019?凉山州）如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，使物体上升10m，所用拉力为400N，若绳重和摩擦不计，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为多少N。
9．（2019?德州）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W。
求：
（1）提升装置所做的有用功；
（2）拉力F做的功；
（3）该滑轮组的机械效率。
10．（2018?长春）在翻建长春东大桥的施工中，起重机将质量为4.5×103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机所做的功是2×105J．（g取10N/kg）求：
（1）起重机对钢材所做的有用功。
（2）起重机的机械效率。
力学部分
专题十一：机械效率相关计算问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
计算题是物理中考的重要题型，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。2-1-c-n-j-y
计算题的特点是：
(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。
(2)知识的应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
(3)知识的综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
机械效率的计算题是中考的常考内容，也是力学的重要考点之一，有的题目和机械能、浮力等知识点结合在一起，有的题目作为压轴题出现。此类考题一般以填空题、选择题和计算题形式出现。同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。
解答此类问题要注意以下问题：
1.滑轮组上承担重物的绳子股数易数错。
2.有用功、额外功、总功的判断出错。
3. 错误认为同一机械的机械效率始终不变。
4.重物移动的距离和绳子移动的距离混乱。
二、考点复习
机械效率的计算题是中考的常考题型，同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧，准确地辨析哪个力做的功是有用功，哪个力做的功又是总功，就能正确快速地解题。
1.机械效率计算公式：。机械对工作对象做的功是有用功，人对机械做的功（或拉力做的功）是总功。
2.滑轮组的机械效率
（1）滑轮组（竖直方向提升物体）：（h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。
（2）滑轮组（水平方向拉动物体）：（f为摩擦力，l为物体移动距离，F为拉力，S为绳子自由端走的距离）。
3.斜面的机械效率：(h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力)。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：填空题
【典例1】（2019?吉林）如图所示，用滑轮组把300N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是________J；如果用该滑轮组提升400N的重物，它的机械效率将________。
【解析】（1）人做的有用功：W有用＝Gh＝300N×3m＝900J；（2）当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变大，滑轮组的机械效率变大。
【答案】900；变大。
高频考点二：选择题
【典例2】（2019?荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ）
①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大
③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多
A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④
【解析】①用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，由η＝＝＝可知，A物体比B物体重，故①错误；②由图知n＝2，因不计绳重和摩擦，A物体比B物体重，G轮相同，则根据F＝（G+G轮）可知，提升A的拉力较大，故②正确；③由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，故③错误；④由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A物体比B物体重，由W有用＝Gh知，提升A做的有用功较多，故④正确；由此可知，只有②④正确。选B。
【答案】B。
高频考点三：综合计算题
【典例3】（2019?攀枝花）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。
【解析】（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%。
【答案】（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%。
考点过关☆专项突破
类型一：填空题
1．（2019?呼伦贝尔）搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮重为________N（不计绳重和摩擦）；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组的机械效率为________。
【解析】（1）由图可知，n＝3，则提升时绳自由端移动距离s＝3h＝3×2m＝6m，有用功W有用＝Gh＝360N×2m＝720J，
由η＝可得，总功W总＝＝＝960J，由W总＝Fs可得，拉力F＝＝＝160N，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力，G动＝3F﹣G＝3×160N﹣360N＝120N；（2）若将所提升货物重增大到480N，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：η′＝＝＝＝＝80%。
【答案】120；80%
2．（2019?恩施州）如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，斜面长s＝2m、高h＝1m。其中所做的有用功为________J，物体受到的摩擦力大小为________N，斜面的机械效率为________。
【解析】（1）所做的有用功为：W有用＝Gh＝16N×1m＝16J；（2）拉力做的总功为：W总＝Fs＝10N×2m＝20J，
所做的额外功为：W额＝W总﹣W有用＝20J﹣16J＝4J；由W额＝fs得摩擦力：f＝＝＝2N。（3）斜面的机械效率为：
η＝×100%＝×100%＝80%；
【答案】16；2；80%。
3．（2019?十堰）质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图象（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有________（写出一点即可），动滑轮的重力为________：该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为________。（后两空均用已知量符号表示）
【解析】（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；（2）由图乙可知，物重Gn，滑轮组的机械效率η＝50%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝50%，解得：G动＝Gn；（3）已知工人的质量为m，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g，
由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：G大＝nF大﹣G动＝nF大﹣Gn＝n（m人g）﹣Gn，
则滑轮组的最大机械效率：η大＝×100%＝×100%＝×100%。
【答案】物重（或动滑轮重）；Gn；×100%。
4．（2019?丹东）斜面长1m，高0.4m，用大小为10N沿斜面向上的拉力F，将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端，此过程中斜面的机械效率为________，铁块受到的摩擦力为________N。
【解析】（1）使用斜面拉力做的有用功：W有用＝Gh＝20N×0.4m＝8J；
拉力做的总功：W总＝Fs＝10N×1m＝10J，
斜面的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（2）因为W总＝W有用+W额
所以额外功W额＝W总﹣W有用＝10J﹣8J＝2J，
由W额＝fs得摩擦力：f＝＝＝2N。
【答案】80%；2。
5．（2019?鞍山）如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是________m/s，滑轮组所做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是________。
【解析】（1）A运动的速度v＝＝＝0.5m/s；
（2）滑轮组做的有用功：W有用＝fs＝30N×5m＝150J；
（3）由图可知：n＝2，绳子自由端移动的距离sF＝2s＝2×5m＝10m，
拉力F做的总功：W总＝FsF＝20N×10m＝200J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
【答案】0.5；150；75%。
6．（2019?怀化）如图所示，用滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，拉力F所做的总功为400J．则在这个过程中拉力F做了________J的有用功。该滑轮组的机械效率是________。
【解析】（1）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J；
（2）W总＝400J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
【答案】300；75%。
7．（2019?宁夏）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体匀速提升了1m。已知拉力F为250N，则提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是________。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法：________。
【解析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则该滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
（2）要提高此滑轮组机械效率，可采用的方法如下：方法一、减轻动滑轮的质量、加润滑油来减小摩擦，可以减少额外功，在有用功一定时，减小总功，使得有用功和总功的比值增大，机械效率增大；方法二、增加提升物体的重力，在额外功不变的情况下，使得有用功和总功的比值增大，机械效率增大。
【答案】80%；减轻动滑轮的质量（或加润滑油来减小摩擦、或增加提升物体的重力）。
8．（2018?德阳）如图所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是________%，物体所受摩擦力是________N．（取g=10N/kg）
【解析】（1）有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；斜面的机械效率：； （2）额外功：W额=W总-W有=200J-120J=80J，由W额=fs可得，物体所受的摩擦力：。 【答案】60；40。
9．（2019?哈尔滨）如图，用2N的拉力匀速竖直向上拉绳子自由端，将重为3.5N物体提升0.1m，不计绳重与摩擦，动滑轮机械效率为________；若物体重力变大，则动滑轮机械效率将________。
【解析】（1）由图知n＝2，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝87.5%；
（2）若物体重力变大，根据W＝Gh知，有用功增加，额外功不变，根据η＝＝＝可知，滑轮组的机械效率变大。
【答案】87.5%；变大。
10．（2019?黑龙江）如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为150N，小聪施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为________J，滑轮组的机械效率为________。
【解析】（1）滑轮组做的有用功：W有用＝fs物＝150N×2m＝300J；
（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×2m＝4m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×4m＝400J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
【答案】300；75%。
11．（2019?咸宁）用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h，作用在绳上的拉力大小为F，则总功为________，额外功为________，效率为________。（用题中给出的物理量表示）
【解析】由图可知滑轮组的绳子股数为3股，拉力移动距离s＝3h，
拉力做的总功：W总＝Fs＝3Fh；有用功：W有用＝Gh，
额外功：W额＝W总﹣W有用＝3Fh﹣Gh；
机械效率：η＝＝＝。
【答案】3Fh；3Fh﹣Gh；。
12．（2019?娄底）既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是________（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是________J。
【解析】（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向；（2）由题知，使用杠杆做的总功W总＝100J，η＝90%，由η＝＝90%可得做的有用功：W有用＝W总×90%＝100J×90%＝90J，
则利用杠杆做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝100J﹣90J＝10J。
【答案】滑轮组；10。
13．（2019?达州）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为________J，整个装置的机械效率为________，小车A与斜面间的摩擦力大小为________N．
【解析】（1）小车质量m＝1t＝1000kg，
其重力G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，
钢绳做的有用功：W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，
（2）不计车长、拉力端移动距离s＝2L＝2×5m＝10m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，
整个装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额＝W总﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
由W额＝fL可得摩擦力：f＝＝＝1×103N。
【答案】2×104；80%；1×103。
14．（2019?枣庄）用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m，动滑轮的机械效率是75%，则拉力大小为________N，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为________N。
【解析】使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n＝2。
（1）拉力端移动距离s＝2h，动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝75%，
则拉力大小：F＝＝＝200N；
（2）若忽略绳重与摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮重力：
G动＝2F﹣G＝2×200N﹣300N＝100N。
【答案】200；100。
类型二：选择题
1．（2019?日照）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%．下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1的大小为450N
B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2做功少
【解析】A、忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，图甲中n＝2，由η＝＝＝＝可得拉力F1的大小：F1＝＝＝500N，故A错误；B、图甲中，根据F1＝（G+G动）可得动滑轮的重力：G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率η＝＝＝，则用图乙绕法匀速提升400N重物时，其机械效率为：
η′＝＝×100%＝80%，故B正确；CD、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即F1和F2做功相同），机械效率也相同，故CD错误；选B。
【答案】B。
2．（2019?常州）如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重400N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力F＝250N，对此过程，下列结果中正确的是（ ）
A．有用功为1000J B．总功为1600J
C．额外功为200J D．机械效率为60%
【解析】A、小明对物体做的有用功：W有用＝Gh＝400N×2m＝800J，故A错；B、拉力F做的总功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J，故B错；C、额外功：W额＝W总﹣W有用＝1000J﹣800J＝200J，故C正确；D、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D错。选C。
【答案】C。
3．（2019?通辽）如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N．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2m/s B．动滑轮的总重为100N
C．滑轮组的机械效率为83.3% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
【解析】A、由图知，n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，绳子自由端移动的速度：v＝＝＝2m/s，故A正确；B、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），可得动滑轮所受的重力：G动＝4F﹣G＝4×150N﹣400N＝200N，故B错误；C、拉力做的功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J，有用功：W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈66.7%，故C错误；D、若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。选A。
【答案】A。
4．（2019?福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．10% B．45% C．80% D．90%
【解析】物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝9：1，G＝9G轮，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：η＝＝＝＝＝＝90%。选D。
【答案】D。
5．（2019?烟台）在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想
（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验
验证的猜想是（ ）
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
【解析】比较两图可知，承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同；结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系，即该实验验证的猜想是（2）。选B。
【答案】B。
6．（2018?哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为0.6m/s B．这个滑轮组是费力机械
C．滑轮组的机械效率为83.3% D．F所做的有用功为0.24J
【解析】A、由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳自由端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，故A错；B、由题知拉力F=1.2N，G=2N，因为F＜G，所以这个滑轮组是省力机械，故B错；CD、拉力做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，拉力端移动距离s=2h=2×0.1m=0.2m，拉力做的总功W总=Fs=1.2N×0.2m=0.24J，滑轮组的机械效率：，故C正确、D错。故选C。
【答案】C。
7．（2019?荆州）湖北省第二届园林博览会将于2019年9月28日在荆州开幕。在某场馆建设中，采用了如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F做功为5×103 J B．缠绕在动滑轮上每股绳的拉力为800N
C．动滑轮重为300N D．滑轮组的机械效率为75%
【解析】A、由图知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×5m＝10m，拉力F做功：W总＝Fs＝1000N×10m＝1×104J，故A错；
B、已知绳子末端的拉力F为1000N，则缠绕在动滑轮上每股绳的拉力都为1000N，故B错；C、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝1600N×5m＝8×103J，拉力做的额外功：W额总＝W总﹣W有用＝1×104J﹣8×103J＝2×103J，此过程中克服绳重和摩擦做功W额1＝500J，提升动滑轮做的额外功：W额2＝W额总﹣W额1＝2×103J﹣500J＝1.5×103J，由W＝Gh可得动滑轮重力：G轮＝＝＝300N，故C正确；D、滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故D错。选C。
【答案】C。
8．（2019?泸州）用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（ ）
A．该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一
B．用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大
C．用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等
D．其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大
【解析】A、由图知，n＝3，不计一切摩擦和绳重，拉力F＝（G+G轮）＞G，所以拉力F的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则η＝＝＝＝，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度（其他条件相同），有用功相同，由W额＝G动h可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。选B。
【答案】B。
9．（2019?宜昌）如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的是（ ）
A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高
C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 D．货物升高的高度越高，机械效率越高
【解析】（1）使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，故A正确；（2）由机械效率公式η＝＝＝可知，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，故BD错误；（3）每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，故C错误。选A。
【答案】A。
10．（2019?广安）如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若G1＝G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若G1＝G2，则拉力F2做的有用功多
C．若G1＞G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D．若G1＞G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
【解析】AB、若G1＝G2，且重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，有用功相同；
不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总＝W有+W额外，所以总功不相同，即F1、F2做的功不相等，故AB错误；CD、不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率η＝＝＝，若G1＞G2，重物匀速提升的高度相同，由W有＝Gh可知，甲有用功大；不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外＝G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D 错误，C正确；选C。
【答案】C。
类型三：综合计算题
1．（2019?鄂尔多斯）举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：
（1）物体A的密度。
（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。
（3）物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。
【解析】（1）根据图乙可知，物体完全露出水面后，拉力：F1＝3×105N，则物体的重力G＝F1＝3×105N，由G＝mg可得，物体的质量：m＝＝＝3×104kg，
由图乙可知，物体全部浸没时，物体A所受的拉力：F1′＝2×105N，
则物体浸没时受到的浮力：F浮＝G﹣F1′＝3×105N﹣2×105N＝1×105N，
由F浮＝ρ水gV排可得物体的体积：V＝V排＝＝＝10m3，物体A的密度：ρ＝＝＝3×103kg/m3；
（2）由v＝可得物体在80s内通过的距离：s＝vt＝0.1m/s×80s＝8m，即在计时起点时物体上表面在水中所处的深度h＝s＝8m，
物体上表面受到的压强：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×8m＝8×104Pa，
由V＝Sh可得，物体的底面积：S＝＝＝10m2，
则物体A上表面受到海水的压力：F＝pS＝8×104Pa×10m2＝8×105N；
（3）根据图丙读出物体运动80s，拉力做的功：W总＝2×106J，
而有用功：W有＝F1′s＝2×105N×8m＝1.6×106J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
【答案】（1）物体A的密度为3×103kg/m3。（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力为8×105N。（3）滑轮组的机械效率为80%。
2．（2019?镇江）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。
桶的质量忽略不计，g取10N/kg。
（1）求桶中水的质量。
（2）求这桶水对地面的压强。
（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。
【解析】（1）水的体积V＝0.01m3，由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.01m3＝10kg；
（2）这桶水所受的重力：G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
桶的质量忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：F＝G＝100N，
这桶水对地面的压强：p＝＝＝500Pa；
（3）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，则滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
【答案】（1）这桶水的质量为10kg。（2）桶对地面的压强为500Pa。（3）滑轮组的机械效率为83.3%。
3．（2019?徐州）工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功。求：
（1）提升物体做的有用功；
（2）杠杆的机械效率。
【解析】（1）提升物体做的有用功：W有用＝Gh＝180N×0.5m＝90J；
（2）杠杆的机械效率：η＝＝×100%＝90%。
【答案】（1）提升物体做的有用功是90J；（2）杠杆的机械效率是90%。
4．（2019?襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重。
【解析】（1）所做的有用功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J，
由题知，工人做了1500J的功，即W总＝1500J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，则有用功占总功的为85%，即η′＝85%，
由图知，n＝3，滑轮组的机械效率η′＝＝＝＝，
所以，此时提升的物重：G′＝3η′F′＝3×85%×400N＝1020N。
【答案】（1）滑轮组的机械效率为80%；（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，提升货物的重为1020N。
5．（2018?南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）
（1）求工人放绳的速度。 （2）求滑轮组的效率η1 （3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2=4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。
【解析】（1）物体下降速度为：；因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：v绳=4v物=4×1m/s=4m/s； （2）因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4×3m=12m； 放绳子的有用功：W有用=Gh=160N×3m=480J； 放绳子的总功：W总=Fs=50N×12m=600J； 滑轮组的效率：； （3）物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由可得，动滑轮重力：G动=4F-G=4×50N-160N=40N；已知η1：η2=4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：；物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率：，解得F拉物=60N；完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F绳=F拉物+G动，则人对绳子的拉力：， 因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N； 人的重力为：G人=m人g=50kg×10N/kg=500N， 对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力：F支=G人+F绳=500N+25N=525N。 因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为525N。
【答案】（1）工人放绳的速度为4m/s。（2）滑轮组的效率η1为80%；（3）求当物体完全浸没水中后，工入对地面的压力为525N。
6．（2019?眉山）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）整个装置的机械效率。
【解析】（1）由v＝可得故障车在30s内通过的路程：s车＝v车t＝5m/s×30s＝150m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s车＝3×150m＝450m，
拉力F在30s内所做的功：W总＝Fs＝500N×450m＝2.25×105J；
（2）地面对故障车的摩擦力：f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1500kg×10N/kg＝1200N；
滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：W有用＝fs车＝1200N×150m＝1.8×105J，
整个装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%。
【答案】（1）拉力F在30s内所做的功为2.25×105J；（2）整个装置的机械效率为80%。
7．（2019?潍坊）一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：
（1）做的有用功；
（2）作用在绳子自由端的拉力。
【解析】（1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f＝0.1mg＝0.1×1.5×103kg×10N/kg＝1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉＝f＝1.5×103N；
所做有用功：W有＝F拉s车＝1.5×103N×8m＝1.2×104J，
（2）由图可知n＝3，则绳子移动的距离：s绳＝3s车＝3×8m＝24m，
由η＝可得总功：W总＝＝＝1.5×104J；
由W总＝Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力：F＝＝＝625N。
【答案】（1）做的有用功为1.2×104J；（2）作用在绳子自由端的拉力为625N。
8．（2019?凉山州）如图所示，用滑轮组匀速提起重1000N的物体，使物体上升10m，所用拉力为400N，若绳重和摩擦不计，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为多少N。
【解析】（1）由图可知，绕过动滑轮的绳子股数为4，
则绳子自由端移动的距离：s＝4h＝4×10m＝40m，
克服物体重力做的功：W有用＝Gh＝1000N×10m＝10000J，
拉力做的功：W总＝Fs＝400N×40m＝16000J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝62.5%；
（2）绳重和摩擦不计，则W额＝G动h，
动滑轮的总重为：G动＝＝＝＝600N。
绳重和摩擦不计，用此装置匀速提起1200N的重物，则此时的拉力：
F′＝（G′+G动）＝（1200N+600N）＝450N。
【答案】（1）滑轮组的机械效率是62.5%；（2）若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力又为450N。
9．（2019?德州）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W。
求：
（1）提升装置所做的有用功；
（2）拉力F做的功；
（3）该滑轮组的机械效率。
【解析】（1）提升装置所做的有用功：W有用＝Gh＝450 N×2 m＝900J；
（2）根据P＝可得拉力F做的功：W总＝Pt＝120W×10s＝1200J；
（3）滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。
【答案】（1）提升装置所做的有用功是900J；（2）拉力F做的功是1200J；（3）该滑轮组的机械效率是75%。
10．（2018?长春）在翻建长春东大桥的施工中，起重机将质量为4.5×103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机所做的功是2×105J．（g取10N/kg）求：
（1）起重机对钢材所做的有用功。
（2）起重机的机械效率。
【解析】（1）钢材的重力：G＝mg＝4.5×103kg×10N/kg＝4.5×104N，
起重机对钢材所做的有用功：W有用＝Gh＝4.5×104N×2m＝9×104J；
（2）由题知，电动机做的总功：W总＝2×105J，
则起重机的机械效率：η＝＝×100%＝45%。
【答案】（1）起重机对钢材所做的有用功为9×104J；（2）起重机的机械效率为45%。明：试题解
