【备考2020.难点直击】科学二轮复习 （物理） 简单机械计算

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【备考2020.难点直击】科学二轮复习 （物理） 简单机械计算
一、杠杆计算
1.如图，将长为1.2米的轻质杆平放在水平方形台面上，杆左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。问：

（1）若G=30牛，则台面受到杆的压力为多少牛?
（2）若要使杆右端下沉，B端挂的物体至少要大于多少牛?
（3）若B端挂物体后，杆仍在水平台面上静止，则G的取值范围是多少牛?








2.如图所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.1m，由于杆OP与水平方向成30°角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N。（g取10N/kg）求：

（1）滑环从M点开始滑动，经过多长时间后细绳会断裂；
（2）从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时，A所受重力做的功；
（3）上述过程中，A所受重力做功的功率。









3.某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡， 用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米。

（1）此时物体B的重力是多少牛？
（2）保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由。




4.小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤，主要制作步骤如下:
①如图所示，将烧杯放入A端的托盘中，改变物体M悬挂点的位置至B，使木筷在水平位置静止；②在A端的烧杯内注入体积为V的水，改变物体M悬挂点的位置至C，使木筷在水平位置再次静止，在C点标注水的密度值为1.0g/cm3；
③在A端的烧杯内注入体积为V0的其它液体，重复步骤②，在密度秤上标注刻度。

（1）要在该密度秤上标出密度为0.5g/cm3的刻度线，则所标刻度线________?(选填“在”或“不在”)BC的中间位置；
（2）小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度秤测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是 ?????:
A.?增大物体M的质量???????????????????????????????B.?换长些的木筷制作密度秤
C.?换更轻的木筷制作密度秤?????????????????????D.?标密度秤的刻度线时，适当增大装入烧杯的液体的体积V0
（3）小明最终所制成的密度秤，OA的长度为4m，OB的长度为2m，OD的长度为10cm，物体M的质量为100g，每次测量时，在A端烧杯内均倒入体积为100cm3的液体，则该密度秤所能测量的液体的最大密度为多少?








5.图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。

（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③。经测试发现：①、②是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是________。
（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂l。
（3）已知：小壶盖质量为4g，OA＝3cm，OC＝1.4cm，OB＝1cm，∠AOB＝135°。要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计， 取1.4)









6.如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA=0.4m，OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连。现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下，以速度V=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动。求：?

（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；
（2）物体在板面上运动的时间；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做功的功率










7.将一个圆柱体A分别竖直放在水和液体甲中，都能漂浮，并且分别有2/5和1/4的体积露出液面。
（1）两种情况下，圆柱体A所受浮力之比为________；
（2）甲液体的密度为________；
（3）如图，现有一个左右力臂之比为3:1的轻质杠杆。用细线将圆柱体A悬挂在杠杆左端并放入液体甲中，再用细线在杠杆右端悬挂一个完全相同的圆柱体B并放在水平地面上，当杠杆两端细线均被拉直且平衡时，圆柱体A有1/3的体积露出液面，且该圆柱体底面所受液体压强为800Pa。①请在图中画出地面受圆柱体B压力的示意图；
②求此时圆柱体B对地面的压强为多少?










二、滑轮计算
8.?如图所示，小明用滑轮组将重为500N的物体在10s内匀速提升了1.5m．每个滑轮的重相等，均为20N，不计绳重及摩擦．求：

（1）小明受到地面的摩擦力．
（2）小明做功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．







9.?小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）．已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2 ， 圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3（不计桶的厚度）．

（1）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×104Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（2）向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×103Pa时，小雨对地面的压强为1×104Pa；小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？






10.如图，用滑轮组从H=12m深的水中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体，该物体的密度是2.5×103kg/m3 ， 如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力为880N。
（1）求该物体露出水面前所受的浮力是多少N?
（2）若不计轮绳摩擦、绳和动滑轮自重、水的阻力，以物体以0.2m/s的速度从水底匀速被提起，经多长时间滑轮上的绳子被拉断?（钢绳未断）
（3）若考虑摩擦、绳和动滑轮重，该装置的机械效率为75%，将物体匀速提升至露出水面前，人拉力F做的功为多少J?






11.如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3。物体B受到的重力为100N，A的底面积为0.04m2 ， 高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤的压力为F1；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为F2 ， 已知：F1﹕F2=6﹕1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求：

（1）物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。________
（2）物体A的密度ρA。________
（3）当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N′处，电子秤的示数恰好为零，NN′：MN=1﹕6，此时物体A浸在水中的体积V浸。________





12.?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？






13.新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重力是多少N？






14.在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。




15.利用如图所示的滑轮组，用F=800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：

（1）货物A在10s内移动的距离。
（2）该过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。













16.如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮；
（2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P；
（3）动滑轮所受的重力G动。








17.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？







18.小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，对此小明充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米！请根据所学知识解答下列问题：

（1）该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮是的________．（选填“A”或“B”）．
（2）重物上升3米的过程中，小明对重物做的功为多少？
（3）主人介绍滑轮B的质量为5千克，不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做的功是多大？



三、斜面和效率计算
19.?小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．求：
（1）小明同学拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？





20.?某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）．求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力．







21.在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1 200牛的物体沿着长L＝5米、高h＝1米的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300牛(不计空气阻力)。求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？





22.?如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求：
（1）物体A从底端到顶端的平均速度
（2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率
（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数）





23.?建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上．工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物沿斜面匀速向上运动6m所用时间为20s，求此过程中
（1）重物沿斜面匀速运动的速度大小
（2）工人提升重物做的有用功
（3）该装置的机械效率


答案解析部分
一、杠杆计算
1.【答案】 （1）解：若 G=30牛，台面受到杆的压力为左右两侧力之和，故为30N+30N=60N
（2）解：根据公式：F1×L1=F2×L2 ， 若要使杆右端下沉，则支点在平台右侧，故有：
FA×0.9m=FB×0.3m，因为FA=30N，所以FB??? = =90N
（3）解：根据公式：F1×L1=F2×L2 ， 若 B端挂物体后，杆仍在水平台面上静止，即轻质杆既不向右倾斜也不向左倾斜。
不 向 右 倾 斜 时，FA×0.9m=FB×0.3m，即FB = =90N。
不向左倾斜时，FA×0.3m=FB×0.9m，即FB = =10N。
故G的取值范围是：10牛≤G≤90牛（或10～90N）
2.【答案】 （1）解：设经t时间后绳子会断裂，由杠杆平衡条件有：


（2）解：重力做的功
（3）解：重力做功的功率
3.【答案】 （1）解：硬棒在水平位置平衡，有：GB×OC＝GA×OD，即：GB×6cm＝8N×18cm，所以GB＝24N
答：物体B的重力是24N；
（2）解：设待测物体重为G，物A距离O点为L，由杠杆平衡得，G×OC＝GA×L，
即L＝ ，由于 是定值，所以L与G成正比，由此可知刻度均匀的。
答：该杠杆的刻度是均匀的，因为L＝ ×G（ 是定值）。
4.【答案】 （1）在（2）D（3）2×10Kg/m3
5.【答案】 （1）铜环①
（2）
（3）当配重柄水平时，可求出配重的最小质量，杠杆示意图如图2?：

? ? ? ? ? ? ? ?图2
因为∠COB=135°，所以∠DOC=180°-135°=45°；
那么阻力臂OD=sin45°OC=??×OC=??×1.4cm=1cm；
根据杠杆的平衡条件：G1l1=G2l2 ，
m1gl1=m2gl2；

解得：??；
当小壶盖水平时，可求出配重的最大质量，杠杆示意图如图3：

因为∠COB=135°，所以∠BOE=180°-135°=45°；
那么动力臂OE=sin45°OB=??×OB=??×1cm≈0.71cm；
根据杠杆的平衡条件：G1l1′=G2l2′；
m1gl1′=m2gl2′；
那么?；
因此配重B的质量取值范围为4g~7.89g。


6.【答案】 （1）解： 物体开始运动前，圆柱体对地面的压力：
F=G圆柱=m圆柱g=15kg×10N/kg=150N；
圆柱体对地面的压强：；
（2）解：由杠杆的平衡条件可得：G圆柱?OA=G物体?s，
即：150N×0.4m=50N×s；
解得：s=1.2m；
物体在板面上运动的时间：；
（3）解：物体在板面上运动过程中，拉力F做的功：
W=Fs=10N×1.2m=12J，拉力的功率：。
7.【答案】（1）1：1
（2）0.8g/cm3
（3）①如图：
②∵圆柱体A竖直放在水和溶液甲中，都能漂浮，
∴F浮水=F浮甲=G，即：ρ水g（1-2/5）V=ρ甲g（1-1/4）V，
∴ρ甲=4/5ρ水=4/5×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3 ，
ρA=3/5ρ水=3/5×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3 ，
∵设圆柱体A的高为h,底面积为S，圆柱体A在液体甲中时底面所受压强为800Pa．
∴液体甲对A的压力A受到的浮力
F浮=pS 即ρ甲g（1-1/3）Sh=pS
h= p/[（ρ甲g（2/3）]= 800Pa/（0.8×103kg/m3×10N/kg×2/3）=0.15m
圆柱体A、B、杠杆的受力示意图如图：

则FA=G-F浮 ， FB=G-N，
根据杠杆平衡条件得：F1L1=F2L2 ， 即FAL1=FBL2
∴（G-F浮）L1=（G-N）L2 ， 又∵L1：L2=3：1，∴3（G-F浮）=G-N，∴N=3F浮-2G=3ρ甲g（1-1/3）V-2ρAgV=2gSh（ρ甲-ρA）
所以圆柱体B对地面的压力为：F=N=2gSh（ρ甲-ρA），
压强为：
p=F/S=2gh（ρ甲-ρA）
=2×10N/kg×0.15m×（0.8×103kg/m3-0.6×103kg/m3）=600Pa
二、滑轮计算
8.【答案】（1）?解：以下面动滑轮为研究对象可得，F1的大小：
F1=（G物+G动）=×（500N+20N）=260N，
以上面动滑轮为研究对象，F2的大小：
F2=（F1+G动）=×（260N+20N）=140N，
因小明受向左的绳子拉力F2和地面的摩擦力f而处于静止状态，
所以，f=F2=140N；
（2）以下面动滑轮为研究对象，则F1段绳子运动的距离：
s1=2h=2×1.5m=3m，
以上面动滑轮为研究对象，则F2段绳子运动的距离：
s2=2s1=2×3m=6m，
小明做功的功率：
P====84W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈89.3%．
9.【答案】（1）?解：由p=可得，小雨对地面的压力：
FN=p人S人=1.15×104Pa×0.04m2=460N，
小雨对绳子的拉力：
F=G人﹣FN=500N﹣460N=40N，
由图可知，n=3，不计绳重及摩擦，由F=G可得，桶和动滑轮总重：
G0=nF=3×40N=120N；
（2）由p=ρgh可得，桶底所处的深度：
h1===0.25m，
水桶排开水的体积：
V1=Sh1=0.2m2×0.25m=0.05m3＜0.1m3 ，
水桶受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N，
此时小雨对地面的压力：
FN′=p人′S人=1×104Pa×0.04m2=400N，
小雨对绳子的拉力：
F′=G人′﹣FN=500N﹣400N=100N，
由F=（G+G0）可得，水的重力：
G水=nF′+F浮﹣G0=3×100N+500N﹣120N=680N，
水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=85%．
10.【答案】（1）解：V排=V物=0.08m3未出水面前：F浮=ρ水Vg=800N
（2）解：当绳子恰好断时,钢绳拉力为880N×2=1760N而G物=ρ物Vg=2000N
?F浮=2000N-1760N=240N
V排= F浮/ρ水g=0.024m3,h=V/S=0.6m
物体上升11.4m，t=S/V=57s
（3）解：在水下时，有用功为钢绳拉力做功，W有=（G物-F浮）h=(2000N-800N)×10m=12000J
???? W人= W有/η=12000J/75%=16000J
11.【答案】 （1）由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N;答：A受到的浮力为400N
（2）当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON
1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM
FN=1/8（GA-F浮）
物体B对电子秤的压力为：100N–1/8（GA-F浮）
同理,当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为：100N-1/8GA
[100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6
解得：GA=720N；
∴ρA= =720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3；
答：物体A的密度为1.8×103kg/m3

（3）当把N移到N′处时：1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM
解得：F浮‘=120N；
∴V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3；
答：物体A浸在水面的体积为0.012m3
12.【答案】（1）解：n=3，s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J
答：汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J的功
（2）解：滑轮组的机械效率：
?
答：滑轮组的机械效率为90.9%
（3）解: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：

答：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）解：牵引力：
F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
拉力做功功率：
P===FvP=F牵υ汽=5.2×103N×3 m/s=1.56×104W
答：汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W
13.【答案】（1）解：使用滑轮组做的有用功：
W有用=Gh=2700N×2m=5400J
工人做的有用功是=5400J
（2）解：
由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h，
使用滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，
滑轮组的机械效率：
答：该滑轮组的机械效率是=90%
（3）解：不计绳重和摩擦力，
绳子自由端拉力：
即：，
解得：G动=300N
答：动滑轮的总重力是300N
14.【答案】（1）解：s=2×2米=4米
W=Fs=18牛×4米=72焦
（2）解：
（3）解：f=0.35G=0.35×100牛=35牛

15.【答案】（1）S=Vt=0.6m/s×10s=6m
（2）解:n=3，绳子自由端拉力F的速度为V=0.6m/s×3=1.8m/s
???? P=FV=800N×1.8m/s=1440w
（3）η=W有/W总 ， W总=Pt=FS=14400J，W有=14400J×75%=10800J，
有滑轮组水平移动重物过程中，克服重物受到的摩擦力做功为有用功，W有=fS物
??? 故f= W有/S物=10800J/6m=1800N
16.【答案】（1）F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N
（2）?拉力端移动的速度v=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力F的功率：P=Fv=400N×0.2m/s=80W
（3）动滑轮的重力为G动 ， A完全在水中时绳上拉力为T
GA=F浮+T????
所以T= GA-F浮=800N－200N=600N
所以G动=2F－T=2×400N－600N=200N
17.【答案】（1）解：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）解：W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：η= = ×100%≈90.9%
（3）解：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）解：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．
18.【答案】（1）B
（2）解：重物重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，
小明对重物做的功：W有用=Gh=800N×3m=2400J
（3）解：动滑轮B的重力：G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N，
由图知，n=5，
不计绳重和摩擦，拉力：F= （G+G轮）= （800N+50N）=170N，
拉力端移动距离：s=5h=5×3m=15m，
小明做的功：W总=Fs=170N×15m=2550J
三、斜面和效率计算
19.【答案】 （1）因为F=600N，v=0.2m/s，

所以小明同学拉木箱的功率为：P===Fv=600N×0.2m/s=120W；

（2）因为G=1000N，h=5m，

所以做的有用功为：W有用=Gh=1000N×5m=5000J，
做的总功W总=Fs=600N×10m=6000J
则机械效率为：η=×100%=×100%≈83.3%．

（3）额外功为：W额外=W总﹣W有用=6000J﹣5000J=1000J，而W额外=fL，

则摩擦力的大小为：f===100N．
20.【答案】（1）?解：
由图可知滑轮装置是一个动滑轮，
绳端移动的距离：s′=2s=2×6m=12m；
有用功：W有用=Gh=1200N×2m=2400J；
根据η==可得，
所以F===250N．
（2）拉力做的功：W总=Fs′=250N×12m=3000J，
拉力的功率：P===300W；
（3）因为W总=W有用+W额
所以克服摩擦力做的额外功：
W额=W总﹣W有用=3000J﹣2400J=600J，
根据W=fs可得，
摩擦力f===100N．
21.【答案】 （1）解：知道沿斜面的拉力是300牛，斜面的长度是5米，故W总＝Fs＝F·L＝300牛×5米＝1 500焦
（2）解：此时W有用＝Gh＝1 200牛×1米＝1 200焦
η＝ ＝ ×100%＝80%
（3）解：W额外＝W总－W有用＝1 500焦－1 200焦＝300焦
根据W额外＝fL，得f＝ ＝ ＝60牛
22.【答案】（1）物体A从底端到顶端的平均速度：v===0.1m/s．
（2）拉力做的总功W总=Fs=3N×1.2m=3.6J，
则拉力的功率P===0.3W．
（3）拉力做的有用功W有=Gh=5N×0.6m=3J，
则此斜面的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%．
23.【答案】（1）解：物体移动距离s=6m，运动时间t=20s，货物运动速度v===0.3m/s
答：重物沿斜面匀速运动的速度为0.3m/s
（2）解：斜面的倾角为30°，根据直角三角形特点，物体在斜面移动6m，上升的高度h=s=×6m=3m，
工人所做有用功：W有用=Gh=500N×3m=1500J
答：工人提升重物做的有用功是1500J
（3）解：由图可知，滑轮组的n值为2，绳子自由端移动距离s′=nh=2×6m=12m，
工人所做总功：W总=Fs′=400N×12m=4800J，

答：该装置的机械效率31.25%











































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