滑轮、滑轮组机械效率的计算高频考点归纳练-2025年中考物理三轮复习备考

滑轮、滑轮组机械效率的计算 一、计算题 1．体重较重的小明和体重较轻的小亮在科技馆里看到一种升降座椅，它由滑轮组控制升降，其简化图如图所示，已知座椅和动滑轮的总重为150N，小亮在10s内将小明匀速拉高2m，小亮拉力的功率为150W（不计绳重和摩擦），求： (1)小亮的拉力为多大? (2)小明的重力为多大? (3)该滑轮组的机械效率为多少? (4)若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮。小亮的重力为500N，该滑轮组的机械效率为多少？ 2．沈阳地铁3号线是即将建成运营的第六条地铁线路，建成后将有利于缓解道路交通压力、优化交通结构。如图是某处地铁施工时的起重机及其滑轮组的示意图。钢丝绳拉力F由电动机提供，拉力做功的功率为3000W，利用该滑轮组在30s内将质量为0.3t的沙土匀速吊出15m深的竖井。（g取10N/kg）求： (1)拉力移动的速度； (2)拉力的大小； (3)该滑轮组的机械效率。 3．置于水平地面上的圆柱体石柱（如图甲），高为0.5m，横截面积为，质量为150kg。（g取10N/kg）。求： (1)石柱对水平地面的压强？ (2)若用图乙所示的滑轮组在10s内匀速将石柱提升1m，所用拉力F为600N，求滑轮组的机械效率？ (3)拉力F的功率？ 4．生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人师傅常用滑轮组提升重物。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力。重物上升的高度h与所用时间t的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的质量为80kg，每只脚与水平地面的接触面积为（g取）。求： (1)在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度； (2)工人未提升重物正常站在地面上时，对地面的压强； (3)不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。 5．用如图所示滑轮组匀速提升400N的重物，10s内物体上升了1m，动滑轮重20N。不计绳重和一切摩擦，求在这10s过程中： (1)动滑轮对重物做的功； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率（计算结果保留到0.1%）。 6．小华利用如图所示动滑轮匀速提升货箱。他用120N的拉力，使绳子自由端竖直上升4m，此过程中动滑轮的机械效率为75%。若不计绳重和摩擦，求： (1)拉力做的总功W总； (2)货箱重G； (3)动滑轮重G动。 7．小明使用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，拉力F保持不变，其功率为90W（不计绳重）；小明拉绳子的手距离定滑轮的高是3m，他从滑轮正下方起在3s内沿水平方向移动了4m，将物体匀速提升。求： (1)拉力F做的功。 (2)滑轮组的机械效率η（结果保留三个有效数字）。 (3)该过程中，克服摩擦力做的功。 8．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物．已知重物，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力时，可将重物匀速提升2m。求： (1)拉力F做了功？ (2)滑轮组的机械效率？ (3)动滑轮重？ 9．如图所示，现将质量为810kg的实心物体在水中匀速上提（未露出水面），已知动滑轮重900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知物体的密度，水的密度，。求： (1)滑轮组的机械效率多大？ (2)若绳端拉力的功率为540W，则铝块上升的速度为多大？ 10．小科与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起，他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度5×103kg/m3，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为0.2m2，石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%。（不计绳重和摩擦，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）请根据他们的调查数据求： (1)石料露出水面前受到的浮力； (2)动滑轮重力； (3)石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间。 11．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将质量为48kg的物体匀速提高2m（不计绳重和摩擦，g取10N/kg），求： (1)绳自由端的移动距离； (2)动滑轮的重力； (3)某工程师用新材料改进此滑轮，使滑轮强度更高，质量更轻，此时动滑轮质量变为6kg。若使用滑轮组匀速拉起60kg的物体使其上升2m，则相对于改进前效率提升了多少。（计算结果保留到0.1%） 12．用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物，当重物浸没在水中时，拉力F为11.6牛，滑轮组的机械效率为75%，当重物离开水面时，拉力为14.5牛（整个装置的摩擦和绳重不计），求重物的密度。 参考答案 1．(1)250N (2)600N (3)80% (4)76.9% （1）由图可知，有效绳子段数。小明上升的速度为 则自由端移动速度为 则小亮的拉力为 （2）小明的重力为 （3）该滑轮组的机械效率为 （4）若小明和小亮互换位置，让小明匀速拉起小亮。小亮的重力为500N，不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 2．(1)1.5m/s (2)2000N (3)50% （1）沙土上升的速度 由图知道，承担重物绳子的段数n＝3，所以拉力移动的速度 （2）由于 所以，拉力的大小 （3）沙土的重力 G＝mg＝0.5×1000kg×10N/kg＝3000N 滑轮组的机械效率 3．(1)； (2)； (3) （1）石柱的重力 石柱对水平地面的压强 （2）由图知，绳子承重段数，拉力移动的距离 有用功 总功 机械效率 （3）拉力F的功率 4．(1) (2) (3) （1）物体升高的速度为 如图，由2段绳子吊着动滑轮，在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度为 （2）工人未提升重物正常站在地面上时，对地面的压强为 （3）不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为 不考虑绳子的承重，人对绳子最大拉力等于人的重力，大小为 该滑轮组可提升的物重最大为 该滑轮组的最大机械效率为 5．(1)400J (2)42W (3)95.2% （1）动滑轮对重物做的有用功 （2）由图知道，n=3，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，则拉力为 拉力做的功为 所以拉力的功率为 （3）由知道，滑轮组的机械效率 6．(1)480J (2)180N (3)60N （1）由题意可知，拉力做的总功 W总=Fs=120N×4m=480J （2）由题可知，动滑轮的机械效率为75%，则所做有用功为 W有=ηW总=75%×480J=360J 重物上升的高度为绳子自由端移动距离的一半，即h=2m，所以货箱的重为 （3）根据可知，动滑轮的重为 G动=nF-G=2×120N-180N=60N 7．(1) (2) (3) （1）拉力F做的功为 （2）根据数学知识可知， 人移动后，滑轮组右侧绳子长度为 绳子自由端移动的距离为 由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，物体升高的高度为 拉力做的有用功为 轮组的机械效率为 （3）该过程中，克服动滑轮重做的功为 克服摩擦力做的功为 8．(1) (2) (3) （1）由已知可得绳子自由端移动距离为 则拉力F做的功为 （2）滑轮组的有用功为 滑轮组的机械效率为 （3）滑轮组的额外功为 则动滑轮重为 9．(1)85% (2) （1）物体的体积为 物体未露出水面，受到的浮力为 物体受到的拉力为 滑轮组的机械效率为 （2）由图可知，有效绳子段数，绳端的拉力为 绳端移动的速度为 物体移动的速度为 10．(1)80N (2)30N (3)0.4s （1）石料的边长为0.2m，石料的体积为 石料露出水面前，即浸没时，有如下关系成立 石料露出水面前受到的浮力为 （2）石料的质量为 石料的重力为 石料露出水面前石料对滑轮组拉力为 当不计绳重和摩擦时，有如下关系式成立 动滑轮的重力为 （3）石料完全露出水面的过程，由于V排的减小，池中水面会下降，有如下关系成立 水面下降高度为 石料上升的实际高度为 所以石料被拉出水面的时间为 11．(1)6m (2)120N (3)10.9% （1）由图可知，动滑轮由3段绳子承担，即n=3，物体匀速提高2m，绳自由端的移动距离 （2）物体的重力 根据可得，动滑轮的重力 （3）改进前滑轮组的机械效率 改进后物体的重力 改进后滑轮的重力 改进后滑轮的拉力 改进后滑轮组的机械效率 效率提升 12．4.0×103kg/m3 物体浸没在水中时，滑轮组的机械效率为75%，根据公式，则有 解得 又根据公式可得 即 解得 当物体离开水面时，根据公式可得 解得 又因为 解得 则物体的体积为 物体的密度为 学科网（北京）股份有限公司 $$