11.5滑轮组机械效率专项练习含解析-2021_2022学年苏科版九年级物理（含答案）

滑轮组专项练习
1.（镇江2014）将重为16 N的物体用图示装置匀速提升2m，拉力F=10 N．不计轮
轴间摩擦及绳重，求：
(1)动滑轮所受重力的大小；
(2)该过程中的有用功W有；
(3)该装置的机械效率?．
2.（镇江2016）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．
3.（镇江2019）如图甲所示，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）某同学用图乙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。
4.（镇江2020）如图1所示，质量为20kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1m2。利用图2所示的滑轮组，小明在20s内将重物匀速提高5m，他对绳子自由端施加的拉力为150N。不计绳重和轮轴处摩擦，g取10N/kg
(1)求图1中重物对地面的压强；
(2)在图2所述过程中，求∶
①小明所做的额外功。
②小明做功的功率。
5.如图所示，一人用150N的拉力将重为200N的物体匀速拉升了2m，所用时间为10s，不计一切摩擦及绳重。则
(1)此过程中人作的有用功是多少?
（2）拉力做功的功率?
(3)此滑轮组的机械效率是多少?
6.如图所示，一工人用滑轮组提升重550N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s（不计绳重、绳与滑轮间的摩擦）．
求：（1）物体上升的高度；
（2）拉力F所做的功；
（3）若物重为700N时，滑轮组的机械效率．
7.在建筑工地上“吊车”是常见的一种起重设备．右图为吊车上的滑轮组示意图．在起重过程中，钢丝绳用6×103N的拉力F，将重为1.2×104N的物体在10s内匀速提升6m（不计绳重和摩擦）．求：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功和机械效率．
（2）滑轮组拉力F的功率．
（3）若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物6m，则其总功是多少？
8.如图（1）所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升2m．
（1）求图（1）中弹簧测力计对绳的拉力所做的功；
（2）求图（1）中滑轮组的机械效率；
（3）请在答题卷的图（2）中画出比图（1）更省力的绕线．如不计绳重和摩擦图2方法的机械效率　 　图1的机械效率．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
9.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图．井深12m，物体质量m=6×102 kg，汽车重G车=3×104 N，汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．（g=10N/kg）求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）若汽车运动的速度为3m/s，汽车牵引力的功率为多少？
10.如图所示，用滑轮组匀速提升一个重60N的物体，若拉力的功率保持为15W，整个装置的机械效率为80%，（不计摩擦与绳重）求：
（1）作用在绳上的拉力F多大？
（2）物体上升的速度为多大？
（3）若用此滑轮组提升重力为75N的物体，作用在绳上的拉力又是多大？
答案：
1.4N,32J,80%
2.90J,100J,90%
3.10kg，500pa，83.3%
4.2000pa，500J，75W
5.(1)400J (2)60w (3) 66.7%
6.（1）2m （2）1200J
（3）G动=50N， F=250N， =93.3%
7.（1）有用功：W有用=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J；
由图可知n=3，则绳端移动的距离s=3h=3×6m=18m，
总功：W总=Fs=6×103N×18m=1.08×105J；
滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%≈67%；
（2）拉力F的功率：
P===1.08×104W；
（3）不计绳重和摩擦，由F=（G+G动）得动滑轮重：
G动=3F﹣G=3×6×103N﹣1.2×104N=6×103N，
不计绳重和摩擦，提升1.8×104N的重物6m，此时所做的总功：
W总′=W有′+W额′=G′h+G动h=1.8×104N×6m+6×103N×6m=1.44×105J．
答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功7.2×104J；其机械效率是67%；
（2）滑轮组拉力F的功率1.08×104W；
（3）若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物6m，总功1.44×105J．
8.（1）由图1知道，n=2，则拉力端移动的距离s=2h=2×2m=4m，
由图读出拉力F=2.4N，
拉力做功：
W总=Fs=2.4N×4m=9.6J；
（2）做的有用功：
W有用=Gh=3N×2m=6J，
η=×100%=×100%=62.5%；
（3）要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，如图所示：
不计绳重和摩擦，使用滑轮组时做的额外等于提升动滑轮做的功，使用两图的滑轮组，动滑轮相同，做的额外功相同，提升相同的重物做的有用功相同、总功相同，所以两图的机械效率相同．
9.解：（1）由图知，n=3，则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，
汽车拉绳子的拉力做的功：
W总=Fs=2.5×103N×36m=9×104J；
（2）汽车对物体做的有用功：
W有用=Gh=mgh=6×102kg×10N/kg×12m=7.2×104J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）汽车向右匀速运动时，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=2.5×103N+0.1×3×104N=5.5×103N，
牵引力做功功率：
P===F牵v=5.5×103N×3m/s=1.65×104W．
10.（1）由图通过动滑轮绳子段数n=3，
根据η===，
绳上的拉力：F===25N；
（2）由P===Fv可得物体上升的速度：
v===0.6m/s，
所以物体上升速度：v物=v=×0.6m/s=0.2m/s；
（3）不计摩擦与绳重，F=（G物+G动）
由提起60N物体时可得：G动=3F﹣G物=3×25N﹣60N=15N，
所以提起75N物体时，作用在绳上的拉力：
F′=（G物′+G动）=×（75N+15N）=30N．
答：（1）作用在绳上的拉力为25N；（2）物体上升的速度为0.2m/s；
（3）若用此滑轮组提升重力为75N的物体，作用在绳上的拉力为30N．