2025年中考备考物理复习之机械效率（尖子生版）

2025年中考备考物理复习之机械效率 一．选择题（共15小题） 1．（2024•郓城县二模）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，滑轮组的机械效率为80%，在此过程中忽略绳重和摩擦，则（　　） A．所用的拉力为250N B．动滑轮重力为50N C．拉力做功的功率为125W D．该滑轮组提升300N的重物时机械效率增大 2．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 3．（2024•山亭区二模）快递小哥设计了如下图装置把较重的货物装上运输车。如图所示，用F＝20N的拉力竖直向上匀速提升货物，5s内木块升高的高度为1m，木块重力G＝30N，在此过程中下列判断正确的是（　　） A．拉力F做功为20J B．滑轮组做的有用功为40J C．滑轮组机械效率为75% D．拉力F做功的功率为6W 4．（2024•临沂二模）如图所示，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起同一个物体（G轮＜G物），不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　） A．图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B．图乙中滑轮的好处是可以改变力的方向 C．将重物G提升1m，通过甲图做的有用功多 D．图甲中的滑轮机械效率比图乙中的滑轮机械效率低 5．（2024•滨州模拟）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则下列结果不正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% 6．（2024•青岛二模）如图所示的滑轮组，工人用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m，所用时间为6s，若此时滑轮组机械效率为80%，不计绳重和摩擦。以下说法正确的是（　　） A．工人所做的有用功是1200J B．拉力的功率是200W C．动滑轮的重是100N D．其他条件不变，被提升物体重力越大，机械效率越小 7．（2024•枣庄三模）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（　　） A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5% 8．（2022•菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（　　） A．工人所用的拉力为200N B．动滑轮的重力为100N C．拉力的功率为150W D．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变 9．（2024•济宁三模）小荷用如图所示的滑轮组匀速提升重100N的物体，所用拉力为40N，在10s内物体上升1m，不计绳重与摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮重为10N B．拉力做功的功率是10W C．滑轮组的绕绳方式变化时，其机械效率会发生变化 D．若物重增大至400N，滑轮组的机械效率将增至为95.2% 10．（2024•泰安三模）用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重200N的物体，使物体在4s内匀速前进了4m。已知物体受到地面的摩擦力为60N，所用拉力大小为25N，忽略绳重、滑轮重。下列说法正确的是（　　） ①拉力做功的功率为75W ②绳子自由端在4s内移动了8m ③该滑轮组的机械效率为80% ④物体克服摩擦力做的功为240J A．只有①③④正确 B．只有②③④正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确 11．（2024•单县二模）用如图所示，物体A重800N，动滑轮重200N。在绳子的拉力F作用下，A在10s内匀速竖直上升了2m。此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 12．（2024•成武县三模）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的距离为8m B．此滑轮组的机械效率为80% C．拉力做功的功率为300W D．若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体 13．（2024•梁山县二模）如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．提升物体时两拉力的功率大小关系为 B．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2：3 C．物体M、N的重力大小关系为GM＝GN D．乙滑轮组的机械效率为40% 14．（2024•桓台县二模）如图所示，滑轮组正把物资运送到高处，此时钢丝绳的拉力为1000N，物资在10s内匀速上升1m，已知额外功为300J，忽略绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为500N B．电动机对钢丝绳做功功率为200W C．滑轮组的机械效率为70% D．建筑物资的质量为270kg 15．（2024•武城县二模）用如图所示的滑轮组提升货物M，已知动滑轮重50N，货物重400N，货物匀速上升的速度是0.1m/s，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（　　） A．绳子自由端上升的速度是0.2m/s B．绳子自由端拉力F的功率是45W C．该滑轮组的机械效率为80% D．匀速提升物体的速度越快，机械效率越高 二．多选题（共3小题） （多选）16．（2024•滨州）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，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是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% （多选）17．（2024•烟台）如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为6m/s B．动滑轮所受的重力为20N C．小明所做的额外功为200J D．滑轮组的机械效率为75% （多选）18．（2023•滨州）用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计：ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．物块A的重力为50N B．物块A上升的速度为0.12m/s C．物块A露出水面前，拉力所做的有用功为20J D．物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为83.3% 三．填空题（共8小题） 19．（2024•菏泽）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦）。则动滑轮重 　 　N，此过程该滑轮组的机械效率为 　 　。 20．（2023•聊城）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，此过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是7.2×104J。则这批建材所受的重力是 　 　N，拉力F的功率是 　 　W。 21．（2023•泰安）如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为 　 　W。 22．（2023•德州）利用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直匀速提升3m，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 　 　m，拉力F＝　 　N，增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 　 　（选填“提高”、“降低”或“不变”）。 23．（2022•济宁）某建筑工人用大小为400N的拉力，通过滑轮匀速提升重为360N的货物（如图所示），此滑轮是 　 　滑轮，机械效率η＝　 　。 24．（2022•聊城）如图所示，工人用200N的拉力将重为300N的物体匀速提升一定高度，不计绳重和摩擦。动滑轮的机械效率是 　 　，如果用该动滑轮提升重为400N的物体，动滑轮的机械效率 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 25．（2022•烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为 　 　J，拉力做功的功率为 　 　W，动滑轮的机械效率为 　 　。 26．（2022•淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是 　 　N，绳自由端移动的距离是 　 　m，物体上升的速度是 　 　m/s，滑轮组的机械效率是 　 　（精确到1%）。 四．实验探究题（共1小题） 27．（2023•枣庄）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向 　 　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 　 　的装置完成的，它的机械效率η＝　 　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 　 　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较 　 　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 　 　。 五．计算题（共3小题） 28．（2023•淄博）淄博城区东部快速路建设正在进行，施工现场一台起重机将质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，所做的额外功是7.2×104J。（g取10N/kg） 求：（1）起重机做功的功率； （2）起重机的机械效率。 29．（2024•岱岳区三模）用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上的底面积为30cm2、重为80N的物体提升一定高度，当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳的自由端时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）。 （1）求动滑轮重力； （2）2～3s内，滑轮组的机械效率（结果保留到0.1%）。 30．（2024•岚山区二模）在一底面积为4m2的圆柱形深井底部，有一体积为0.2m3，密度为10×103kg/m3的贵重物体，选用如图所示的装置将其打捞上来，若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，（忽略绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10N/kg）。求： （1）物体浸没在水中时受到的浮力。 （2）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度。 （3）物体露出水面前，物体受到绳子拉力的功率。 （4）若此时该滑轮组的机械效率为96%，求动滑轮的重力。 2025年中考备考物理复习之机械效率 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2024•郓城县二模）如图所示，用滑轮组将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，滑轮组的机械效率为80%，在此过程中忽略绳重和摩擦，则（　　） A．所用的拉力为250N B．动滑轮重力为50N C．拉力做功的功率为125W D．该滑轮组提升300N的重物时机械效率增大 【分析】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2，滑轮组的机械效率为80%，根据求得拉力F的大小； （2）忽略绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求得动滑轮的重力； （3）根据s＝nh求绳子自由端移动的距离，根据W＝Fs求拉力做的功，根据P＝求拉力做功的功率； （4）忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功。根据可知该滑轮组提升300N的重物时，其机械效率的变化情况。 【解答】解：A．由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2，滑轮组的机械效率为80%，根据可得，拉力F的大小：F＝＝＝250N，故A正确； B．忽略绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可得， 动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故B错误； C．绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 拉力做的功：W＝Fs＝250N×4m＝1000J， 拉力做功的功率：，故C错误； D．忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，由可知，在额外功不变时，有用功越小，机械效率越低，故当物重由400N减小为300N时，有用功减小，机械效率降低，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查使用滑轮组时，有关功、功率和机械效率的计算，知道n的大小、明确额外功是关键。 2．（2024•聊城）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 【分析】（1）拉力所做的功是总功。 （2）根据功率的公式进行计算。 （3）根据机械效率的公式进行计算。 （4）滑轮组的机械效率与提升物体的重力等有关。 【解答】解：A、不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组是由两段绳子组成的，此时的拉力为；拉力方向上移动的距离为s＝2h＝2×8m＝16m； 工人做的总功为：W总＝Fs＝170N×16m＝2720J，故A错误； B、工人拉力的功率为；故B错误； C、此过程中该装置的机械效率约为，故C正确； D、增加动滑轮个数，所做的额外功会增加，该装置的机械效率会减小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查的是机械效率、功、功率的计算；知道影响滑轮组机械效率的方法。 3．（2024•山亭区二模）快递小哥设计了如下图装置把较重的货物装上运输车。如图所示，用F＝20N的拉力竖直向上匀速提升货物，5s内木块升高的高度为1m，木块重力G＝30N，在此过程中下列判断正确的是（　　） A．拉力F做功为20J B．滑轮组做的有用功为40J C．滑轮组机械效率为75% D．拉力F做功的功率为6W 【分析】（1）由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs计算拉力F做的总功； （2）利用W＝Gh计算克服木块重力做的有用功； （3）滑轮组机械效率等于有用功与总功的比值； （4）利用P＝计算拉力F做功的功率。 【解答】解：A、由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m， 拉力F做的总功：W总＝Fs＝20N×2m＝40J，故A错误； B、克服木块重力做的有用功：W有用＝Gh＝30N×1m＝30J，故B错误； C、滑轮组机械效率：，故C正确； D、拉力F做功的功率：，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，属于基础题目。 4．（2024•临沂二模）如图所示，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起同一个物体（G轮＜G物），不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　） A．图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B．图乙中滑轮的好处是可以改变力的方向 C．将重物G提升1m，通过甲图做的有用功多 D．图甲中的滑轮机械效率比图乙中的滑轮机械效率低 【分析】定滑轮能改变力的方向，不能省力；动滑轮能省力，不能改变力的方向。机械效率由有用功和总功两个因素共同决定。 【解答】解：A．图甲是定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力的方向，故A正确； B．图乙是动滑轮，动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，不能改变力的方向，故B错误； C．有用功为W有用＝Gh，故甲、乙两个装置做的有用功相同，故C错误； D．不计绳重与摩擦，使用定滑轮，拉力做的功等于克服物体重力做的功，即W1＝Gh； 不计绳重与摩擦，使用动滑轮，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，即W2＝（G+G动）h， 所以，使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，即使用动滑轮所做的总功大，根据W有＝Gh可知两者所做有用功相同，由于使用动滑轮所做的总功大，所以由可知，动滑轮的机械效率要小于定滑轮的机械效率，即甲装置的机械效率更高，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了动滑轮和定滑轮的特点、机械效率的认识，属于基础题。 5．（2024•滨州模拟）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则下列结果不正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% 【分析】（1）由图乙可知，当货物上升1.0m所用的时间为2s，利用速度公式计算货物提升的速度，使用动滑轮时n＝2，绳子自由端的移动速度v＝2v物； （2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动）； （3）利用P＝＝＝Fv计算拉力F的功率； （4）不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率η＝＝＝＝。 【解答】解：A、由图乙可知，当货物上升1.0m所用的时间为2s，货物的提升速度为：v＝＝＝0.5m/s，使用动滑轮时n＝2，绳子自由端的移动速度为：v＝2v物＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，拉力：F＝（G+G动）＝×（720N+80N）＝400N，故B错误； C、拉力F的功率为：P＝＝＝Fv＝400N×1m/s＝400W，故C错误； D、不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功W额＝G动h，动滑轮的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝90%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用动滑轮时绳子自由端移动速度、拉力大小、功率、机械效率的计算，要利用好关系式：不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），机械效率η＝＝＝＝。 6．（2024•青岛二模）如图所示的滑轮组，工人用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m，所用时间为6s，若此时滑轮组机械效率为80%，不计绳重和摩擦。以下说法正确的是（　　） A．工人所做的有用功是1200J B．拉力的功率是200W C．动滑轮的重是100N D．其他条件不变，被提升物体重力越大，机械效率越小 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fnh求出工人做的总功，根据可求出工人所做的有用功； （2）根据P＝求出拉力的功率； （3）根据W总＝W有+W额求出额外功，不计绳重和摩擦，利用W额＝G动h求出动滑轮的重； （4）不计绳重和摩擦，由分析解答。 【解答】解：A．由图可知，n＝3，工人做的总功为 W总＝Fs＝Fnh＝200N×3×2m＝1200J， 工人所做的有用功为 W有＝ηW总＝80%×1200J＝960J，故A错误； B．拉力的功率为 ，故B正确； C．额外功为W额＝W总﹣W有＝1200J﹣960J＝240J， 不计绳重和摩擦，根据W额＝G动h可知，动滑轮的重为 ，故C错误； D．不计绳重和摩擦，由可知，其他条件不变，被提升物体的重力越大，机械效率越大，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮的重力、有用功、总功、额外功、功率和机械效率的影响因素，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 7．（2024•枣庄三模）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（　　） A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5% 【分析】（1）利用W有用＝Gh计算克服物体重力做的有用功； （2）利用W总＝Fs计算拉力做的总功，所做的额外功等于总功减去有用功； （3）利用W额＝fs计算物体受到的摩擦力； （4）斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。 【解答】解：A、克服物体重力做的有用功：W有用＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J，故A错误； B、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×1.2m＝7.2J， 所做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝7.2J﹣4.5J＝2.7J，故B错误； C、由W额＝fs可得物体受到的摩擦力：f＝＝＝2.25N，故C正确； D、斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、摩擦力、机械效率的计算，属于基础题。 8．（2022•菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（　　） A．工人所用的拉力为200N B．动滑轮的重力为100N C．拉力的功率为150W D．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变 【分析】（1）由图知有3段绳子提升重物，所以s＝3h，根据η＝＝＝算出工人所用的拉力； （2）忽略摩擦及绳重，根据F＝（G+G动）算出动滑轮的重力； （3）由图知有3段绳子提升重物，算出绳子移动的速度，根据P＝＝＝Fv算出拉力的功率； （4）忽略摩擦及绳重，根据η＝＝＝＝＝判断出提升重力不同的货物时此滑轮组机械效率是否相同。 【解答】解：A、由图知有3段绳子提升重物，所以s＝3h， 根据η＝＝＝＝＝80%， 解得工人所用的拉力为：F＝250N，故A错误； B、忽略摩擦及绳重，根据F＝（G+G动）知动滑轮的重力为： G动＝3F﹣G＝3×250N﹣600N＝150N，故B错误； C、由图知有3段绳子提升重物，则绳子移动的速度为：v绳＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s， 拉力的功率为： P＝＝＝Fv＝250N×0.6m/s＝150W，故C正确； D、忽略摩擦及绳重，根据η＝＝＝＝＝知提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、动滑轮重力、总功、功率的计算，掌握机械效率的公式是解题的关键。 9．（2024•济宁三模）小荷用如图所示的滑轮组匀速提升重100N的物体，所用拉力为40N，在10s内物体上升1m，不计绳重与摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮重为10N B．拉力做功的功率是10W C．滑轮组的绕绳方式变化时，其机械效率会发生变化 D．若物重增大至400N，滑轮组的机械效率将增至为95.2% 【分析】（1）由图可知，滑轮组中动滑轮上绳子段数为n＝3，不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）求动滑轮的重； （2）根据s＝nh求绳子自由端移动的距离，根据P＝＝求拉力做功的功率； （3）不计绳重与摩擦时，克服动滑轮重做的功为额外功，根据判断滑轮组的绕绳方式变化时，滑轮组的机械效率的变化情况； （4）根据求物重增大至400N时滑轮组的机械效率。 【解答】解：A．由图可知，滑轮组中动滑轮上绳子段数为n＝3，不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）可得， 动滑轮重为G动＝nF﹣G＝3×40N﹣100N＝20N，故A错误； B．绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×1m＝3m， 拉力做功的功率是，故B错误； C．不计绳重与摩擦时，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率为： ，由此可知，滑轮组的机械效率与绕绳方式无关， 滑轮组的绕绳方式变化时，其机械效率不会发生变化，故C错误； D．若物重增大至400N，由可得， 滑轮组的机械效率为：η＝＝≈95.2%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查功、功率和机械效率的计算，明确额外功是关键之一，难度较大。 10．（2024•泰安三模）用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重200N的物体，使物体在4s内匀速前进了4m。已知物体受到地面的摩擦力为60N，所用拉力大小为25N，忽略绳重、滑轮重。下列说法正确的是（　　） ①拉力做功的功率为75W ②绳子自由端在4s内移动了8m ③该滑轮组的机械效率为80% ④物体克服摩擦力做的功为240J A．只有①③④正确 B．只有②③④正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确 【分析】由图可知，动滑轮上有三段绳子，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的3倍； 利用W＝fs物求物体克服摩擦力做的有用功，利用W＝Fs求拉力做的总功，知道做功时间，利用P＝求拉力做功的功率，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解：由图可知，n＝3，物体克服摩擦力做的有用功为： W有用＝fs物＝60N×4m＝240J， 绳子自由端移动的距离为： s＝ns物＝3×4m＝12m， 拉力做的总功为： W总＝Fs＝25N×12m＝300J， 拉力做功的功率为： ， 滑轮组的机械效率为： ， 可见，①③④正确、②错误，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【点评】本题考查了水平使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，本题关键：知道物体克服摩擦力做的功为有用功。 11．（2024•单县二模）用如图所示，物体A重800N，动滑轮重200N。在绳子的拉力F作用下，A在10s内匀速竖直上升了2m。此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 【分析】（1）由图知，动滑轮上的绳子段数，根据s＝nh求卷扬机拉动绳子移动的距离，根据v＝求卷扬机拉动绳子的速度； （2）根据W＝Gh求滑轮组对物体做的有用功； （3）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求绳子的拉力大小；根据W＝Fs求拉力做的总功；根据P＝求拉力F的功率； （4）根据η＝×100%求滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图知，动滑轮上的绳子段数n＝2， 卷扬机拉动绳子移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 卷扬机拉动绳子移动的速度：v＝＝＝0.4m/s，故A错误； B、滑轮组对物体做的有用功：W有＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、不计绳重和摩擦，绳子的拉力：F＝（G+G动）＝×（800N+200N）＝500N， 拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J， 拉力的功率：P＝＝＝200W，故C错误； D、滑轮组的机械效率：，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查速度、功、功率和机械效率的计算，知道n的值是关键之一。 12．（2024•成武县三模）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的距离为8m B．此滑轮组的机械效率为80% C．拉力做功的功率为300W D．若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体 【分析】（1）根据S绳＝nh计算绳端移动的距离； （2）不计绳重和摩擦时，利用计算滑轮组的机械效率； （3）先利用速度公式计算出物体上升的速度，再利用v绳＝nv物计算出绳子自由端移动的速度，最后利用P＝＝Fv计算拉力做功的功率； （4）不计绳重和摩擦时，利用G大＝nF大﹣G动计算出最多可提起的最大物重。 【解答】解：A．由图得n＝3，绳端移动的距离为s＝nh＝3×2m＝6m，故A错误； B．不计绳重和摩擦，此滑轮组的机械效率为 ，故B错误； C．拉力上升的速度为， 不计绳重和摩擦，拉力为， 利用P＝＝Fv求得拉力做功的功率为P＝Fv＝300N×1.2m/s＝360W，故C错误； D．若工人对绳子最大拉力为500N，由得，则他最多可提的物体的重力为 G物＝nFmax﹣G动＝3×500N﹣100N＝1400N，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组绳子拉力及通过距离、功率、滑轮组的机械效率、最大物重的计算，要求学生熟练掌握和应用公式及其变形式。 13．（2024•梁山县二模）如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．提升物体时两拉力的功率大小关系为 B．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2：3 C．物体M、N的重力大小关系为GM＝GN D．乙滑轮组的机械效率为40% 【分析】（1）根据图2可知拉力F甲、F乙做的总功，根据P＝求出提升物体时两拉力的功率大小关系； （2）根据图1可知两滑轮组中承担动滑轮绳子的股数，根据绳子自由端移动的距离s＝nh求出甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比； （3）根据W有＝Gh求出物体M、N的重力大小关系； （4）根据图2可知拉力F乙做的额外功，根据W总＝W有+W额求出有用功，根据η＝×100%求乙滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图2可知，拉力F甲、F乙做的总功分别为：W总甲＝1200J，W总乙＝800J，即W总甲＞W总乙， 由将物体M、N匀速提升1m所用时间相等可知，拉力F甲、F乙做功的时间相等， 由P＝可知，拉力做功时间相同时，拉力做功越大，拉力做功的功率越大，则提升物体时两拉力的功率大小关系为＞，故A错误； B、由图1可知，两滑轮组中承担动滑轮绳子的股数分别为：n甲＝3，n乙＝2， 由题意可知，两物体被提升的高度相同，则甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比：＝＝＝，故B错误； C、因为所做有用功和提升的高度相同，所以，由W有＝Gh可知，物体M、N的重力大小关系为GM＝GN，故C正确； D、由图2可知，拉力F乙做的额外功为400J， 由W总＝W有+W额可知，有用功：W有乙＝W总乙﹣W额乙＝800J﹣400J＝400J， 则乙滑轮组的机械效率：η乙＝×100%＝×100%＝50%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功和机械效率的计算，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数以及从图像中获取有用的信息。 14．（2024•桓台县二模）如图所示，滑轮组正把物资运送到高处，此时钢丝绳的拉力为1000N，物资在10s内匀速上升1m，已知额外功为300J，忽略绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为500N B．电动机对钢丝绳做功功率为200W C．滑轮组的机械效率为70% D．建筑物资的质量为270kg 【分析】（1）滑轮组工作时，忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，据此分析判断； （2）由图知，承担物重绳子的段数n＝3，由s＝nh和W＝Fs计算总功，由P＝计算钢丝绳做功的功率； （3）由W总＝W有+W额计算有用功，根据η＝计算滑轮组的机械效率； （4）由G＝mg计算物资的质量。 【解答】解：A．由图知，承担物重绳子的段数n＝3，忽略绳重和摩擦，只是克服动滑轮重做额外功， W额＝300J，h＝1m，则W有＝Gh＝W总﹣W额＝Fs−W额＝1000N×3h−300J＝3000J−300J＝2700J， 所以Gh＝G×1m＝2700J， 物体重G＝2700N， 所以动滑轮重G动＝nF−G＝3×1000N−2700N＝300N，故A错误； B．电动机对钢丝绳做功功率 ，故B错误； C．滑轮组的机械效率：，故C错误； D．建筑物资的质量，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了滑轮组有用功、额外功、总功、功率和机械效率的计算，掌握基础知识点，灵活应用公式是关键。 15．（2024•武城县二模）用如图所示的滑轮组提升货物M，已知动滑轮重50N，货物重400N，货物匀速上升的速度是0.1m/s，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（　　） A．绳子自由端上升的速度是0.2m/s B．绳子自由端拉力F的功率是45W C．该滑轮组的机械效率为80% D．匀速提升物体的速度越快，机械效率越高 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳＝nv物求出绳子自由端上升的速度； （2）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出绳子自由端拉力F，根据P＝＝＝Fv求出拉力做功的功率； （3）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率并分析滑轮组的机械效率与提升物体的速度关系。 【解答】解：A、由图可知，n＝3，绳子自由端上升的速度为v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F为： F＝（G+G动）＝×（400N+50N）＝150N， 拉力做功的功率为： P＝＝＝Fv绳＝150N×0.3m/s＝45W，故B正确； C、该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%≈88.9%，故C错误； D、由η＝＝＝＝可知，滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 二．多选题（共3小题） （多选）16．（2024•滨州）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，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是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 【分析】（1）动滑轮绳子股数为2，根据v绳＝2v物＝求出绳子自由端的速度； （2）根据W有＝Gh求出拉力做的有用功； （3）根据P＝＝＝求出拉力做功的功率； （4）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮重，利用η＝＝＝＝求出滑轮的机械效率。 【解答】解：A、动滑轮绳子股数为2，绳子自由端的速度为： v绳＝2v物＝＝＝0.4m/s，故A错误； B、拉力做的有用功为： W有＝Gh＝400N×6m＝2400J，故B正确； C、拉力做功的功率为： P＝＝＝＝＝100W，故B正确； D、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N， 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%，故D错误。 故选：BC。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 （多选）17．（2024•烟台）如图所示，小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m，用时5s，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为6m/s B．动滑轮所受的重力为20N C．小明所做的额外功为200J D．滑轮组的机械效率为75% 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳＝nv物＝求出绳子自由端的速度； （2）忽略绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮所受的重力； （3）忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重所做的功为额外功，根据W额＝G动h求出小明所做的额外功； （4）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为： v绳＝nv物＝＝＝4m/s，故A错误； B、忽略绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮所受的重力为： G动＝nF﹣G＝2×20N﹣20N＝20N，故B正确； C、忽略绳重和摩擦，克服动滑轮重所做的功为额外功，则小明所做的额外功为： W额＝G动h＝20N×10m＝200J，故C正确； D、该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝50%，故D错误。 故选：BC。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。 （多选）18．（2023•滨州）用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计：ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．物块A的重力为50N B．物块A上升的速度为0.12m/s C．物块A露出水面前，拉力所做的有用功为20J D．物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为83.3% 【分析】（1）根据G＝mg求物块A的重力； （2）根据图可知物块A在水中上升距离，根据速度公式求出物块A上升的速度； （3）根据体积公式求出物块A的体积，物块A浸没时排开液体的体积等于物块A的体积，根据阿基米德原理求出物块A受到的浮力，根据力的平衡条件求出物块A受到的拉力，根据W＝F拉h求出物块A露出水面前，拉力所做的有用功； （4）利用水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计时η＝＝＝＝求动滑轮的重力， 再利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝求物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、物块A的重力：GA＝mAg＝5kg×10N/kg＝50N，故A正确； B、由图可知，物块A在水中上升距离：h＝60cm﹣10cm＝50cm＝0.5m， 则物块A上升的速度：v＝＝＝0.1m/s，故B错误； C、物块A的体积：VA＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3， 因为物块A浸没在水中，所以物块A排开水的体积：V排＝VA＝1×10﹣3m3， 物块A受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N， 由力的平衡条件可知，物块A受到的拉力：F拉＝G﹣F浮＝50N﹣10N＝40N， 则物块A露出水面前，拉力所做的有用功：W有＝F拉h＝40N×0.5m＝20J，故C正确； D、由水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计时η＝＝＝＝可知，动滑轮的重力：G动＝＝×40N＝10N， 因为不计绳重和摩擦，所以物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率：η'＝＝＝＝＝×100%≈83.3%，故D正确。 故选：ACD。 【点评】本题考查重力公式、阿基米德原理、力的平衡条件、使用滑轮组时功和机械效率公式的应用，关键是利用好不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝。 三．填空题（共8小题） 19．（2024•菏泽）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦）。则动滑轮重 　60　N，此过程该滑轮组的机械效率为 　90%　。 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，利用F＝（G+G动）求出动滑轮重； （2）根据η＝＝＝＝求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：由图可知，n＝3，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝3×200N﹣540N＝60N； 该滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝90%。 故答案为：60；90%。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。 20．（2023•聊城）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在1min内将一批建材匀速提升了12m，此过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功是7.2×104J。则这批建材所受的重力是 　4500　N，拉力F的功率是 　1200　W。 【分析】（1）知道拉力F做的总功、滑轮组的机械效率，利用η＝求拉力做的有用功，再利用W有＝Gh求这批建材所受的重力； （2）知道做功时间，利用P＝求拉力F的功率。 【解答】解：（1）拉力F做的总功W总＝7.2×104J，滑轮组的机械效率是75%， 由η＝可得拉力做的有用功： W有用＝η×W总＝75%×7.2×104J＝5.4×104J， 由W有＝Gh可得这批建材所受的重力： G＝＝＝4500N； （2）做功时间t＝1min＝60s， 拉力F的功率： P＝＝＝1200W。 故答案为：4500；1200。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、提升物重、拉力做功功率的计算，属于基础题目。 21．（2023•泰安）如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为 　75　W。 【分析】利用W有＝Gh求有用功，利用η＝×100%求拉力做的总功，根据P＝求拉力F做功的功率。 【解答】解：拉力做的有用功：W有＝Gh＝200N×3m＝600J， 由η＝×100%可知，拉力F做的总功：W总＝＝＝750J， 拉力F做功的功率：P＝＝＝75W。 故答案为：75。 【点评】本题考查使用滑轮组时功、功率和机械效率的计算，难度不大。 22．（2023•德州）利用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直匀速提升3m，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 　9　m，拉力F＝　100　N，增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 　提高　（选填“提高”、“降低”或“不变”）。 【分析】（1）由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动距离s＝3h； （2）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，据此求动滑轮重力，再利用拉力F＝（G+G动）求出拉力； （3）提高机械效率的方法是：增大有用功和减小额外功。 【解答】解：（1）由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3h＝3×3m＝9m； （2）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率率η＝＝＝＝＝80%， 解得动滑轮重力：G动＝60N； 则拉力F＝（G+G动）＝（240N+60N）＝100N； （3）整个滑轮组保持不变，即额外功不变，物体重力逐渐增大，即有用功增大，机械效率就提高。 故答案为：9；100；提高。 【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、机械效率的计算，知道滑轮组绳子的有效股数是关键。 23．（2022•济宁）某建筑工人用大小为400N的拉力，通过滑轮匀速提升重为360N的货物（如图所示），此滑轮是 　定　滑轮，机械效率η＝　90%　。 【分析】根据滑轮的工作特点分析其属于哪一类滑轮；根据η＝＝求出机械效率。 【解答】解：由图可知，滑轮的轴固定不动，为定滑轮；使用定滑轮不省距离、也不费距离，则h＝s； 机械效率为：η＝＝＝＝90%。 故答案为：定；90%。 【点评】本题考查了滑轮的识别、机械效率的计算，难度不大。 24．（2022•聊城）如图所示，工人用200N的拉力将重为300N的物体匀速提升一定高度，不计绳重和摩擦。动滑轮的机械效率是 　75%　，如果用该动滑轮提升重为400N的物体，动滑轮的机械效率 　变大　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【分析】（1）图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n＝2，则拉力F移动的距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，利用W＝Gh求拉力做的有用功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功的比值； （2）增大提升物体的重力，有用功变大，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大。 【解答】解： （1）由图知，使用动滑轮时n＝2，拉力F移动的距离s＝2h， 拉力F所做的总功W总＝Fs＝F×2h， 拉力做的有用功W有用＝Gh， 动滑轮的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%； （2）不计绳重和摩擦，把重力为400N的物体匀速提升相同的高度，有用功变大，额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率变大。 故答案为：75%；变大。 【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、机械效率的计算，记住提高滑轮（滑轮组）机械效率的方法：一是减轻动滑轮重力，二是增大提升的物重。 25．（2022•烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为 　200　J，拉力做功的功率为 　40　W，动滑轮的机械效率为 　80%　。 【分析】由图知，承担物重的绳子段数为2，已知物体上升的高度，绳子自由端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求总功；根据P＝可以得到拉力的功率； 已知物重和上升高度，利用W有用＝Gh得到有用功； 已知有用功和总功，两者之比为滑轮组的机械效率。 【解答】解：绳子自由端移动的距离为：s＝2h＝2×1m＝2m； 拉力做的总功为W总＝Fs＝100N×2m＝200J； 拉力的功率为：P＝＝＝40W； 做的有用功为W有用＝Gh＝160N×1m＝160J； 动滑轮的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。 故答案为：200；40；80%。 【点评】这是一道较典型的关于滑轮组的计算题，主要用到了功的公式、功率的公式、机械效率的公式，虽然用到的公式较多，但只要搞清楚力与距离的对应关系，难度也并不大。 26．（2022•淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是 　225　N，绳自由端移动的距离是 　12　m，物体上升的速度是 　0.6　m/s，滑轮组的机械效率是 　89%　（精确到1%）。 【分析】从图中可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知则拉力F，根据s＝nh可知绳自由端移动的距离，根据v＝得出物体上升的速度，根据η＝＝＝＝得出滑轮组的机械效率。 【解答】解：从图中可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知则拉力F＝×（400N+50N）＝225N， 根据s＝nh可知绳自由端移动的距离s＝nh＝2×6m＝12m， 物体上升的速度v＝＝＝0.6m/s， 滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝≈89%。 故答案为：225；12；0.6；89%。 【点评】本题考查有关滑轮组的拉力、速度、机械效率的计算，是一道综合题。 四．实验探究题（共1小题） 27．（2023•枣庄）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向 　匀速　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 　丙　的装置完成的，它的机械效率η＝　80%　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 　错误　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较 　1、2　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 　越低　。 【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于绳子的拉力大小； （2）分析表中数据可得出第3次实验绳子的有效股数，据此回答； （3）根据表格中的数据，利用控制变量法分析猜想I是否正确； （4）研究滑轮组机械效率与物体重力关系时，需要控制滑轮组相同，提升物体的重力不同； （5）根据2、3两次实验数据，利用控制变量法得出结论。 【解答】解：（1）实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。 （2）由表中数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为：n＝＝4，即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。 由表中数据可得，有用功为：W有＝G3h3＝4N×0.1m＝0.4J； 总功为：W总＝F3S3＝1.25N×0.4m＝0.5J； 机械效率为：η＝＝＝80%； （3）对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。 （4）要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。 （5）对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 故答案为：（1）匀速；（2）丙；80%；（3）错误；（4）1、2；（5）越低。 【点评】本题研究影响滑轮组机械效率因素，考查实验原理、注意事项及数据分析归纳结论的能力。 五．计算题（共3小题） 28．（2023•淄博）淄博城区东部快速路建设正在进行，施工现场一台起重机将质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，所做的额外功是7.2×104J。（g取10N/kg） 求：（1）起重机做功的功率； （2）起重机的机械效率。 【分析】（1）利用速度公式得到重物上升的距离，利用功的公式得到起重机做的有用功，有用功和额外功之和为总功，由P＝得到起重机做功的功率； （2）有用功和总功已知，利用机械效率公式得到起重机的机械效率。 【解答】解：（1）重物被提升的距离h＝vt＝0.1m/s×60s＝6m， 起重机做的有用功W有＝Gh＝mgh＝1800kg×10N/kg×6m＝1.08×105J， 起重机所做的额外功W额外＝7.2×104J， 起重机所做的总功W＝W有+W额外＝1.08×105J+7.2×104J＝1.8×105J， 起重机做功的功率P＝＝＝3000W。 （2）起重机的机械效率η＝×100%＝＝60%。 答：（1）起重机做功的功率为3000W。 （2）起重机的机械效率为60%。 【点评】本题考查功的公式、功率的公式和机械效率公式的应用，属于基础内容，难度不大。 29．（2024•岱岳区三模）用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上的底面积为30cm2、重为80N的物体提升一定高度，当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳的自由端时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）。 （1）求动滑轮重力； （2）2～3s内，滑轮组的机械效率（结果保留到0.1%）。 【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h。 （1）由F﹣t图像得出在2～3s内的拉力F，根据F＝（G+G动）计算动滑轮重力； （2）在2～3s内，由图乙可知拉力的大小，由图丙可知重物匀速上升，由η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n＝3； （1）由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F＝40N，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，则绳端拉力F＝（G+G动），所以，G动＝3F﹣G＝3×40N﹣80N＝40N； （2）2～3s内，滑轮组的机械效率为： 。 答：（1）动滑轮重力为40N； （2）2～3s内，滑轮组的机械效率为66.7%。 【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率，能从题目提供的图中得出每段时间内的相关信息是本题的关键。 30．（2024•岚山区二模）在一底面积为4m2的圆柱形深井底部，有一体积为0.2m3，密度为10×103kg/m3的贵重物体，选用如图所示的装置将其打捞上来，若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，（忽略绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10N/kg）。求： （1）物体浸没在水中时受到的浮力。 （2）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度。 （3）物体露出水面前，物体受到绳子拉力的功率。 （4）若此时该滑轮组的机械效率为96%，求动滑轮的重力。 【分析】（1）物体浸没在水中时，V排＝V物，利用阿基米德原理求受到的浮力； （2）由图知，n＝2，物体上升速度等于车移动速度的，利用s＝vt求物体被提升的高度； （3）知道物体的体积、密度，利用G＝mg＝ρVg求其重力； 物体露出水面前，物体受到绳子拉力等于物体重力减去浮力，利用P＝＝Fv求功率； （4）结合求得牵引车的拉力，动滑轮的重力为G动，由力的平衡可得2F＝F拉+G动，据此求得动滑轮重力。 【解答】解：（1）物体排开水的体积为V排＝V物＝0.2m3， 物体受到的浮力 F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×0.2m3×10N/kg＝2×103N； （2）由图知，n＝2，物体上升速度 ， 物体被提升的高度 h＝v物t＝0.3m/s×30s＝9m； （3）物体重力 G物＝m物g＝ρ物V物g＝10×103kg/m3×0.2m3×10N/kg＝2×103N， 物体露出水面前，物体受到绳子拉力 F拉＝G物﹣F浮＝2×104N﹣2×103N＝1.8×104N， 利用P＝＝Fv可得物体受到绳子拉力的功率 P＝F拉v物＝1.8×104N×0.3m/s＝5.4×103W； （4），所以牵引车的拉力F为， 由图知，n＝2，动滑轮的重力为G动，由力的平衡可得2F＝F拉+G动， 动滑轮的重力G动＝2F﹣F拉＝2×9375N﹣1.8×104N＝750N。 答：（1）物体浸没在水中时受到的浮力为2×103N； （2）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度为9m； （3）物体露出水面前，物体受到绳子拉力的功率为5.4×103W； （4）若此时该滑轮组的机械效率为96%，求动滑轮的重力750N。 【点评】本题为力学综合题，考查了密度公式、阿基米德原理、速度公式、功率公式、滑轮组拉力的计算，知识点多、综合性强，属于难题！ 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/14 11:34:42；用户：组卷16；邮箱：zyb016@xyh.com；学号：41418979 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$