专题练23 滑轮(组)斜面等机械效率相关计算常考类型42题 -2026年中考物理一轮总复习45个必考点专题练(全国通用)
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内容正文:
2026年中考物理一轮总复习45个必考点专题练(全国通用)
专题练23 滑轮(组)斜面等机械效率相关计算常考类型42题
1. 如图所示,若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动,在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m,将同一重物分别挂在A点、B点、C点时,重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m,对应的机械效率分别为、、。则( )
A. ηA<ηB<ηC B. ηA>ηB>ηC C. ηA<ηC<ηB D. ηC<ηA<ηB
2. 如图所示,工人用500N的拉力,在15s内将重为450N的物体匀速提升3m,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 使用的滑轮是动滑轮 B. 做的有用功为1500J
C. 拉力的功率为90W D. 该装置的机械效率为90%
3. 如图,某工人利用滑轮在时间内,将重为的物料匀速提升了的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 该工人使用的是定滑轮
B. 提升物料做的有用功为
C. 拉力做功的功率为
D. 该滑轮的机械效率为
4. 提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是( )
A.减小物重 B.增大拉力 C.增大滑轮自重 D.给滑轮加润滑油
选择理由:________。
5. 如图所示,一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N,施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N,将物体提升10m。下列说法错误的是( )
A. 此过程中有用功为3000J
B. 使用动滑轮可以省力
C. 该动滑轮的机械效率为100%
D. 此过程中拉力做的总功为4000J
6. 如图所示,某同学利用动滑轮将质量为9kg的物体竖直向上匀速提升1m,用时4s,所做额外功为10J。下列选项中正确的是( )
A. 动滑轮重为10N B. 拉力F做功的功率为22.5W
C. 动滑轮的机械效率为90% D. 绳子自由端上升的速度为0.5m/s
7. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一,水车一端浸入水中,另一端固定于岸上,使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中,下列说法正确的是( )
A. 长柄摇杆越长,踩动时越费力
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 提水过程中,随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
8. 用图所示的动滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图所示。第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦,则( )
A. 第一次提升重物时机械效率较高
B. 第二次提升重物时的额外功较大
C. 先后两次提升重物的重力之比为7∶9
D. 先后两次提升重物的总功率之比为6∶5
9. 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
10.如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是( )
A.拉力做功为3J
B.物体受到摩擦力为1.5N
C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D.若以的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
11. 如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
12. 如图所示,用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动,20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N,汽车受到的阻力为1500N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端移动的距离为15m B. 此滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 汽车受到的拉力为1800N D. 绳端拉力F的功率为750W
13. 小明用如图所示的滑轮拉着重的物体,使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动,作用在绳端的水平拉力,该滑轮的机械效率为。关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力所做的功是
B. 绳端移动的距离是
C. 拉力做功的功率是
D. 地面对物体的摩擦力大小是
14. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,,,A、B均为正方体,边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下,5s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法错误的是( )
A. A与B之间的摩擦力为0 B. A对地面的压强为2500Pa
C. 绳子自由端移动的速度为1.2m/s D. 拉力F做功的功率为30W
15. 一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
16. 用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子,以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为75%,下列说法正确的是( )
A. 拉力F为80N B. 10s内绳子自由端移动2m
C. 3s内物体重力做功180J D. 拉力F的功率为16W
17.如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
18. 如图,质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m,用时12s,绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 拉力的功率是150W
B. 绳子末端移动的速度是
C. 滑轮组的机械效率是
D. 若工人的脚与地面接触的总面积为,则他对地面的压强是
19. 修建房屋时,质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重20N,不计滑轮摩擦和绳重,g取。下列结论正确的是( )
A. 工人拉动绳子速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共,则他对地的压强为
20. “奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地,用如图所示机械将400N物体匀速提升12m,用时1min。已知,,人与地面接触总面积为(空气阻力、摩擦力及绳重不计)该过程中下列说法正确的是( )
A. 人拉力的功率为80W B. 物体上升速度为0.4m/s
C. 人对地面压强为10000Pa D. 该滑轮组机械效率为66.7%
21. 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360W
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
22. 图甲为一款健身器材,两滑轮均重20N;弹性限度内,弹簧伸长的最大长度为80cm,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略;使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是( )
A. 弹簧拉力为60N时,绳a拉力为140N
B. 拉环向下移动10cm,弹簧伸长10cm
C. 弹簧拉力为300N时,拉环向下移动30cm
D. 健身器材提供的最大拉力为820N
23. 某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.02m/s B. 滑轮组的有用功为0.5J
C. 拉力F的功率为0.05W D. 滑轮组的机械效率为83.3%
24. 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,则下列判定正确的是( )
A. 物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用,合力为0
B. 推力所做的功是2500J
C. 斜面的机械效率为80%
D. 物体受到斜面的摩擦力为100N
25. 如图所示,将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s=1.2m,物体升高的高度h=0.3m,则( )
A. 物体所受的摩擦力3.6N B. 物体克服重力做功4.32J
C. 拉力做功2.7J D. 斜面的机械效率62.5%
26.近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是( )
A.他对重物做了4800J的功
B.他做功的功率为16W
C.此次简易斜面装置的机械效率为50%
D.斜面是一种省力杠杆
27. 如图所示,小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N,忽略绳重和摩擦,则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为______N,这个滑轮的机械效率是______。
28. 在老旧小区改造中,工人用如图所示的装置把质量为的材料从地面竖直匀速提高,则绳子自由端移动的距离是___________,若拉力为,这个装置的机械效率是___________%。
29.小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m,若不计绳重和摩擦,所用的拉力是250N.此过程中绳端移动的距离为 m,滑轮组的机械效率是 。
30. 工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m,动滑轮重为100N,不考虑绳重和摩擦,工人师傅做的额外功为_______J,该滑轮组的机械效率为_______。
31. 如图所示,用12.5N的拉力F,10s内把重为20N的木箱匀速提升30cm(不计绳重及摩擦),则绳子自由端移动的速度是________m/s,动滑轮重是________N,该滑轮组的机械效率是________。
32. 如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是______;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为______N。
33. 如图所示的滑轮组,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N,弹簧测力计示数为2N(不计绳、弹簧测力计和滑轮重)。则绳子自由端移动的距离为______m,拉力F的功率为______W,滑轮组的机械效率为______。
34. 如图所示,在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力,斜面长、高,则拉力所做的功为___________J;把重物直接提升h所做的功作为有用功,忽略弹簧测力计的重力和空气阻力,则斜面对物体的摩擦力为___________N。
35. 小聪探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点,用时2s,则这段过程中拉力F做功的功率P=______W,斜面的机械效率η=_____%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=________N。
36. 塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备,学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示,下方所挂物体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力F=______N,此装置的机械效率η=______。
37. 用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N,卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示(不计绳重和滑轮与轴的摩擦)。此过程滑轮组提升重物的机械效率为______%,动滑轮的重力为______N。
38. 如图,某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m,其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中:
(1)重物受到的重力G的大小;
(2)重物受到的拉力F的大小;
(3)有用功;
(4)定滑轮的机械效率。
39. 图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
40. 五一假期,小明和爸爸自驾到海边游玩,小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶,请来救援车帮忙,如图甲所示,救援车固定不动,利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为,轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示,其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。(g=10N/kg)求:
(1)小轿车静止时对沙滩的压强是多少?
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是多少?在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是多少?(滑轮轮轴处摩擦不可忽略)
41. 某建筑工人用300N的拉力,在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,如图所示。若不计摩擦和绳重,请你完成下列计算:
(1)动滑轮的重力;
(2)工人做功的功率;
(3)该装置的机械效率。
42. 如图是《天工开物》中记载我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为、,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上,若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m,长为1m,长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取)
(1)人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为______kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装______kg的水;
(2)若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为______J,人做功的功率为______W。
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2026年中考物理一轮总复习45个必考点专题练(全国通用)
专题练23 滑轮(组)斜面等机械效率相关计算常考类型42题
1. 如图所示,若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动,在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m,将同一重物分别挂在A点、B点、C点时,重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m,对应的机械效率分别为、、。则( )
A. ηA<ηB<ηC B. ηA>ηB>ηC C. ηA<ηC<ηB D. ηC<ηA<ηB
【答案】A
【解析】机械效率
重物挂在A点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度,由几何关系可知,,额外功;重物挂在B点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度亦为,额外功。
则,,则
由机械效率推导式,可得
重物挂在C点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度,由几何关系可知,,额外功。
则,,则
由机械效率推导式可得,,综上可得
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2. 如图所示,工人用500N的拉力,在15s内将重为450N的物体匀速提升3m,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 使用的滑轮是动滑轮 B. 做的有用功为1500J
C. 拉力的功率为90W D. 该装置的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A.由图可知,滑轮的轴固定不动,是定滑轮,故A错误;
B.由题意得,有用功
故B错误;
C.定滑轮不省力也不省距离,拉力端移动距离
拉力做的功
则拉力的功率为
故C错误;
D.该装置的机械效率为
故D正确。故选D。
3. 如图,某工人利用滑轮在时间内,将重为的物料匀速提升了的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 该工人使用的是定滑轮
B. 提升物料做的有用功为
C. 拉力做功的功率为
D. 该滑轮的机械效率为
【答案】C
【解析】A.用该滑轮提升物料时,滑轮的轴会随着物体一起运动,该滑轮是动滑轮,故A错误;
B.当物体匀速提升时,做的有用功是克服物料的重力做功,物料的重力为G,上升的高度为h,故有用功为,故B错误;
C.绳子自由端移动的距离
则绳子自由端的拉力做的总功
拉力的功率,故C正确;
D.该滑轮的机械效率,故D错误。故选C。
4. 提高机械效率对节能减排、提高经济效益有重要意义。下列措施能提高图中动滑轮机械效率的是( )
A.减小物重 B.增大拉力 C.增大滑轮自重 D.给滑轮加润滑油
选择理由:________。
【答案】 D 见解析
【解析】给滑轮加润滑油,能减小滑轮转动时的摩擦力,从而减小额外功。根据机械效率公式
额外功减小,有用功不变时,机械效率会提高;减小物重,有用功减小,额外功不变,则机械效率降低;增大滑轮自重,额外功增加,有用功不变,则机械效率降低。机械效率由有用功和额外功决定,拉力变化是因为物重、额外功等因素改变,不是拉力直接决定机械效率。故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
5. 如图所示,一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N,施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N,将物体提升10m。下列说法错误的是( )
A. 此过程中有用功为3000J
B. 使用动滑轮可以省力
C. 该动滑轮的机械效率为100%
D. 此过程中拉力做的总功为4000J
【答案】C
【解析】A.此过程中有用功为
故A正确,不符合题意;
B.使用动滑轮可以省力,但是费距离,故B正确,不符合题意;
D.动滑轮有效绳子段数,则绳子自由端移动距离为
则此过程中拉力做的总功为
故D正确,不符合题意;
C.该动滑轮的机械效率为
故C错误,符合题意。故选C。
6. 如图所示,某同学利用动滑轮将质量为9kg的物体竖直向上匀速提升1m,用时4s,所做额外功为10J。下列选项中正确的是( )
A. 动滑轮重为10N B. 拉力F做功的功率为22.5W
C. 动滑轮的机械效率为90% D. 绳子自由端上升的速度为0.5m/s
【答案】CD
【解析】A.竖直使用动滑轮,额外功的来源主要是克服动滑轮重、克服绳与滑轮间的摩擦、克服绳重等做的功,题中未说明不计摩擦,不能仅由额外功10J和,得动滑轮重,由于缺少条件,故动滑轮重无法计算,故A错误;
B.物体重力
动滑轮做的有用功
拉力F做的总功
拉力F做功的功率
故B错误;
C.动滑轮的机械效率
故C正确;
D.由图知,动滑轮承重绳子段数,物体上升1m,则绳子自由端移动距离
绳子自由端上升的速度
故D正确。故选CD。
7. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一,水车一端浸入水中,另一端固定于岸上,使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中,下列说法正确的是( )
A. 长柄摇杆越长,踩动时越费力
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 提水过程中,随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
【答案】D
【解析】A.长柄摇杆越长,动力臂越长,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力越小,踩动时越省力,故A错误;
B.踩得越快,单位时间内提水做功越多,即提水做功的功率越大,故B错误;
C.提水过程中,随板片上行的水,其质量不变,高度增大,则重力势能增大,故C错误;
D.减小水车各部件间的摩擦,可以减小额外功,有用功不变,由可知提水效率增大,故D正确。故选D。
8. 用图所示的动滑轮,先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图所示。第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦,则( )
A. 第一次提升重物时机械效率较高
B. 第二次提升重物时的额外功较大
C. 先后两次提升重物的重力之比为7∶9
D. 先后两次提升重物的总功率之比为6∶5
【答案】AD
【解析】A.有用功和总功的比值等于机械效率,由图可知,第一次动滑轮的机械效率是75%,第二次动滑轮的机械效率是70%,所以第一次提升重物时机械效率较高,故A符合题意;
B.不计绳重和摩擦,使用动滑轮提升重物,额外功是克服动滑轮重力做的功,两次使用相同的动滑轮,克服动滑轮做的功相同,额外功相同,故B不符合题意;
C.第一次的额外功为900J,第一次额外功25%,总功为
有用功W有1=W总1η1=3600J×75%=2700J
两次额外功相同,第二次额外功30%,总功为
有用功W有2=W总2η2=3000J×70%=2100J
先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度,先后两次提升重物的重力之比为
故C不符合题意;
D.先后两次提升重物的时间相同,先后两次提升重物的总功率之比
故D符合题意。
故选AD。
9. 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
【答案】C
【解析】A.由图可知,滑轮组的动滑轮绕2段绳,不计滑轮组的绳重和摩擦,拉力
绳子自由端移动的距离
s=nh=2×8m=16m
工人做的总功
W总=Fs=170N×16m=2720J
故A错误;
B.工人拉力的功率为
故B错误;
C.工人做的有用功为克服建材重力做的功,有用功
W有=Gh=300N×8m=2400J
此过程中该装置的机械效率
故C正确;
D.增加动滑轮的个数,可以增加动滑轮重,增大了额外功,所以会降低机械效率,故D错误。故选C。
10.如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6N的物体以的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是( )
A.拉力做功为3J
B.物体受到摩擦力为1.5N
C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D.若以的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
【答案】D
【解析】A.拉力做的有用功为
斜面的机械效率为75%,则拉力做功为
故A错误;
B.此过程中额外功为
由图可知,斜面的长度为
物体受到摩擦力为
故B错误;
C.在匀速拉动过程中,物体的质量不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,物体的机械能变大,故C错误;
D.若以的速度匀速拉动物体,此过程中摩擦力大小不变,则额外功不变,有用功也不变,总功也不变,因此斜面机械效率仍为75%,故D正确。故选D。
11. 如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
【答案】ABC
【解析】A.由图可知,滑轮组由3段绳子承担货物的重力,所以绳子股数,则绳端移动的距离
工人做的总功
工人做功的功率,故A正确;
B.不计滑轮组的绳重和摩擦,根据滑轮组的工作原理,则绳端拉力,则动滑轮的自重
由于三个滑轮重均相等,所以定滑轮的重力也为60N。由图可知,滑轮组有2个定滑轮,则定滑轮总重。将2个定滑轮看作整体受力分析,整体受自身重力、受到4股绳子的拉力,受到悬挂点A的拉力。整体静止,受平衡力,则悬挂点对整体的拉力
因为力的作用是相互的,则滑轮组对悬挂点A的拉力,故B正确;
C.滑轮组的机械效率,故C正确;
D.当工人用100 N的力拉绳端时,绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体,整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力,由于整体静止,受平衡力,则此时地面对货物的支持力,故D错误。
故选ABC。
12. 如图所示,用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动,20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N,汽车受到的阻力为1500N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端移动的距离为15m B. 此滑轮组的机械效率约为83.3%
C. 汽车受到的拉力为1800N D. 绳端拉力F的功率为750W
【答案】B
【解析】AD.由图可知,提升动滑轮绳子段数为2,汽车移动了5m,则绳端移动的距离为
绳端拉力F的功率为
故AD错误;
B.此滑轮组的机械效率为
故B正确;
C.汽车沿水平方向匀速拉动,处于平衡状态,汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡,大小相等,汽车受到的拉力为1500N,故C错误。故选B。
13. 小明用如图所示的滑轮拉着重的物体,使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动,作用在绳端的水平拉力,该滑轮的机械效率为。关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力所做的功是
B. 绳端移动的距离是
C. 拉力做功的功率是
D. 地面对物体的摩擦力大小是
【答案】ABD
【解析】A.物体没有在重力的方向上移动距离,所以物体受到的重力所做的功是,故A正确;
B.物体A移动的距离为
图中为动滑轮,有效绳子段数,则绳端移动的距离
故B正确;
C.拉力做功
则拉力做功的功率
故C错误;
D.有用功为
则地面对物体的摩擦力
故D正确。故选ABD。
14. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,,,A、B均为正方体,边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下,5s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法错误的是( )
A. A与B之间的摩擦力为0 B. A对地面的压强为2500Pa
C. 绳子自由端移动的速度为1.2m/s D. 拉力F做功的功率为30W
【答案】D
【解析】A.物体A、B一起向右匀速直线运动,A、B之间没有相对运动和相对运动趋势,故A与B之间的摩擦力为0,故A正确,不符合题意;
B.A对地面的压力等于A和B组成的整体的重力,为
则A对地面的压强为
故B正确,不符合题意;
C.与动滑轮连接的绳子段数n=2,根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知,绳子自由端移动的距离为
则绳子自由端移动的速度为
故C正确,不符合题意;
D.拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
故D错误,符合题意。故选D。
15. 一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】A.物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,物体移动的距离是
s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连,绳子自由端移动的距离为
s绳=ns=2×1m=2m
故A错误;
B.物体与地面间的滑动摩擦力为150N,拉力克服摩擦力做的有用功为
W有=fs=150N×1m=150J
故B错误;
C.滑轮组的机械效率是60%,则总功为
拉力做的额外功为
W额=W总-W有=250J-150J=100J
故C错误;
D.拉力做功的功率为
故D正确。故选D。
16. 用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子,以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为75%,下列说法正确的是( )
A. 拉力F为80N B. 10s内绳子自由端移动2m
C. 3s内物体重力做功180J D. 拉力F的功率为16W
【答案】D
【解析】A.物体所受摩擦力为
由图可知,相当于两段绳子拉着物体,又由于物体匀速运动,绳子拉物体的拉力等于摩擦力,则有
所以拉力为
故A错误;
B.绳端移动的距离为
故B错误;
C.重力方向竖直向下,在力方向上,物体没有移动,故重力不做功,故C错误;
D.绳子端移动速度为
拉力功率为
故D正确。故选D。
17.如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】A
【解析】A、由图可知n=3,由η====可知,绳子自由端的拉力:F===5N,故A错误;
B、物体移动的距离:s物=100cm=1m,
绳子自由端移动的距离:s=ns物=3×1m=3m,
则绳子自由端移动的速度:v===0.6m/s,故B正确;
C、拉力做的总功:W总=Fs=5N×3m=15J,
拉力做功的功率:P===3W,故C正确;
D、有用功:W有=fs物=12N×1m=12J,
额外功:W额=W总﹣W有=15J﹣12J=3J,故D正确。
18. 如图,质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m,用时12s,绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 拉力的功率是150W
B. 绳子末端移动的速度是
C. 滑轮组的机械效率是
D. 若工人的脚与地面接触的总面积为,则他对地面的压强是
【答案】D
【解析】A.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力移动的距离s=2h=2×6m=12m
拉力做的功W总=Fs=300N×12m=3600J
拉力的功率
故A错误;
B.绳子末端移动的速度
故B错误;
C.有用功W有=Gh=500N×6m=3000J
滑轮组的机械效率
故C错误;
D.工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
工人受到重力、支持力和拉力的作用,地面对工人的支持力F支=G人-F=600N-300N=300N
工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力,大小相等,他对地面的压力F压=F支=300N
他对地面的压强
故D正确。故选D。
19. 修建房屋时,质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重20N,不计滑轮摩擦和绳重,g取。下列结论正确的是( )
A. 工人拉动绳子速度为0.2m/s
B. 工人对绳子拉力的功率50W
C. 此装置的机械效率为96%
D. 若工人脚与地接触面积共,则他对地的压强为
【答案】C
【解析】A.物体上升的速度
由图可知,承担物重的绳子股数n=2,工人拉动绳子的速度为
故A错误;
B.绳子的拉力
工人对绳子拉力的功率
故B错误;
C.此装置的机械效率为
故C正确;
D.工人受到重力、支持力和绳子的拉力,在三个力的作用下,处于平衡状态,则
地面对工人的支持力和工人对地面的压力是一对相互作用力,二者大小相等,则
若工人脚与地接触面积共,则他对地的压强为
故D错误。故选C。
20. “奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地,用如图所示机械将400N物体匀速提升12m,用时1min。已知,,人与地面接触总面积为(空气阻力、摩擦力及绳重不计)该过程中下列说法正确的是( )
A. 人拉力的功率为80W B. 物体上升速度为0.4m/s
C. 人对地面压强为10000Pa D. 该滑轮组机械效率为66.7%
【答案】C
【解析】A.由图可知,此时绳子的股数,空气阻力,摩擦力及绳重不计,此时绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的距离
此时拉力做功
拉力做功的功率,故A错误;
B.物体上升的距离是12m,用时是1min,物体上升的速度,故B错误;
C.人对地面的压力
人对地面压强,故C正确;
D.滑轮组提升重物时的有用功
此时滑轮组的机械效率,故D错误。
故选C。
21. 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360W
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
【答案】CD
【解析】A.由图通过动滑轮绳子的段数n=3,绳子自由端的距离
s=nh=3×2m=6m
故A错误;
BC.不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力
由得,拉力做作的功为
又根据可得,拉力做功的功率为
由可得,滑轮组的机械效率为
故B错误,C正确;
D.由题意知,工人对绳子最大拉力为500N,由
可得,他最多可提起重为
故D正确。故选CD。
22. 图甲为一款健身器材,两滑轮均重20N;弹性限度内,弹簧伸长的最大长度为80cm,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略;使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是( )
A. 弹簧拉力为60N时,绳a拉力为140N
B. 拉环向下移动10cm,弹簧伸长10cm
C. 弹簧拉力为300N时,拉环向下移动30cm
D. 健身器材提供的最大拉力为820N
【答案】AC
【解析】A.弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略,由图可知,定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力,弹簧拉力为60N时,绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×60N+20N=140N
故A正确;
B.拉环和动滑轮连接,动滑轮绕2段绳,拉环向下移动10cm,弹簧伸长2×10cm=20cm
故B错误;
C.弹性限度内,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,弹簧拉力为300N时,弹簧伸长的长度为
动滑轮绕2段绳,拉环向下移动
故C正确;
D.由图乙可知,弹簧伸长的最大长度为80cm,弹簧的最大拉力是400N,弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略,由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N
故D错误。故选AC。
23. 某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.02m/s B. 滑轮组的有用功为0.5J
C. 拉力F的功率为0.05W D. 滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】B
【解析】A.使用滑轮组时,省力费距离,由图可知,在0~5s的时间内,绳端移动的距离为s=0.3m,物体上升的高度为h=0.1m,绳子自由端移动的速度
故A错误;
B.滑轮组对物体做的有用功W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.1m=0.5J
故B正确;
C.拉力做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
拉力F的功率
故C错误;
D.滑轮组的机械效率
故D错误。故选B。
24. 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,则下列判定正确的是( )
A. 物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用,合力为0
B. 推力所做的功是2500J
C. 斜面的机械效率为80%
D. 物体受到斜面的摩擦力为100N
【答案】BCD
【解析】A.物体在斜面上运动的过程中受重力、支持力、推力、摩擦力共4个力的作用,处于平衡状态,合力为0,故A错误,不符合题意;
B.推力所做的功是
故B正确,符合题意;
C.推力做的有用功为
斜面的机械效率为
故C正确,符合题意;
D.推力做的额外功为
物体受到斜面的摩擦力为
故D正确,符合题意。故选BCD。
25. 如图所示,将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s=1.2m,物体升高的高度h=0.3m,则( )
A. 物体所受的摩擦力3.6N B. 物体克服重力做功4.32J
C. 拉力做功2.7J D. 斜面的机械效率62.5%
【答案】D
【解析】ABC.克服物体重力做功即有用功为
拉力做的功即总功为
额外功为
由可得,摩擦力为
故ABC不符合题意;
D.根据可得,斜面的机械效率为
故D符合题意。故选D。
26.近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是( )
A.他对重物做了4800J的功
B.他做功的功率为16W
C.此次简易斜面装置的机械效率为50%
D.斜面是一种省力杠杆
【答案】D
【解析】A.做的总功:W总=Fs=1200N×5m=6000J,故A错误;
B.做功的功率为:P===20W,故B错误;
C.重物的重力:G=mg=240kg×10N/kg=2400N,
李军对重物做的有用功:
W有用=Gh=2400N×2m=4800J,
简易斜面装置的机械效率:
η==×100%=80%,故C错误;
D.据课本知识可知,斜面本质上是一种省力杠杆,故D正确。
27. 如图所示,小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N,忽略绳重和摩擦,则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为______N,这个滑轮的机械效率是______。
【答案】 4 75%
【解析】由图可知,该滑轮为动滑轮,动滑轮上的绳子段数为n=2,忽略绳重和摩擦,小李同学作用在绳子自由端的拉力
这个滑轮的机械效率
28. 在老旧小区改造中,工人用如图所示的装置把质量为的材料从地面竖直匀速提高,则绳子自由端移动的距离是___________,若拉力为,这个装置的机械效率是___________%。
【答案】 20 75
【解析】图中滑轮是动滑轮,绳子自由端移动的距离s=2h=2×10m=20m
材料的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
有用功W有=Gh=600N×10m=6000J
总功W总=Fs=400N×20m=8000J
这个装置的机械效率
29.小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m,若不计绳重和摩擦,所用的拉力是250N.此过程中绳端移动的距离为 m,滑轮组的机械效率是 。
【答案】4;80%。
【解析】(1)由图知,n=2,绳端移动的距离:s=2h=2×2m=4m;
(2)滑轮组的机械效率:
η=====×100%=80%;
30. 工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m,动滑轮重为100N,不考虑绳重和摩擦,工人师傅做的额外功为_______J,该滑轮组的机械效率为_______。
【答案】 100 80%
【解析】由题意可知,不考虑绳重和摩擦,则工人师傅做的额外功,就是克服动滑轮的重力所做的功,动滑轮重为100N,动滑轮被匀速提升了1m,根据公式可知,工人师傅做的额外功
工人师傅做的额外功为100J。
由题意可知,货物重为400N,被匀速提升了1m,所做的有用功
所做的有用功为400J,则总功
该滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为80%。
31. 如图所示,用12.5N的拉力F,10s内把重为20N的木箱匀速提升30cm(不计绳重及摩擦),则绳子自由端移动的速度是________m/s,动滑轮重是________N,该滑轮组的机械效率是________。
【答案】 0.06 5 80%
【解析】由图可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,则绳端移动的距离为
则绳子自由端移动的速度是
不计绳重及摩擦,根据可知,动滑轮重是
该滑轮组的机械效率是
32. 如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是______;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】 改变力的方向 1600
【解析】滑轮B工作时位置不发生改变,因此该滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
汽车被匀速拉动时处于平衡状态,所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。动滑轮上有两端绳子,则n=2,由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
33. 如图所示的滑轮组,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N,弹簧测力计示数为2N(不计绳、弹簧测力计和滑轮重)。则绳子自由端移动的距离为______m,拉力F的功率为______W,滑轮组的机械效率为______。
【答案】 3 0.6 70%
【解析】由图可知,右边的滑轮为动滑轮,承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3,所以绳自由端移动的速度为
v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为
s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等,所以绳端的拉力F的大小为2N,拉力F的功率为
P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
当A匀速运动过程,物体A受到的摩擦力为4.2N,所以使用滑轮组的过程中,做的有用功为
W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功
W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
34. 如图所示,在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力,斜面长、高,则拉力所做的功为___________J;把重物直接提升h所做的功作为有用功,忽略弹簧测力计的重力和空气阻力,则斜面对物体的摩擦力为___________N。
【答案】 3.6 1
【解析】拉力所做的功为
重物被提升过程中所做的有用功为
额外功
斜面对物体的摩擦力为
35. 小聪探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点,用时2s,则这段过程中拉力F做功的功率P=______W,斜面的机械效率η=_____%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=________N。
【答案】 0.32 62.5 0.3
【解析】斜面的长度
L=80cm=08m
拉力做的总功
W总=FL=0.8N×0.8m=0.64J
拉力做功功率
斜面的高度
h=20cm=0.2m
拉力做的有用功
W有用=Gh=2N×0.2m=0.4J
斜面的机械效率
克服滑动摩擦力做的额外功
W额=W总-W有用=0.64J-0.4J=0.24J
由W额=fL可得物体受到的滑动摩擦力
36. 塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备,学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示,下方所挂物体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力F=______N,此装置的机械效率η=______。
【答案】 750 80%
【解析】由图可知,滑轮组的动滑轮绕2段绳,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则绳端的拉力
此装置的机械效率
37. 用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N,卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示(不计绳重和滑轮与轴的摩擦)。此过程滑轮组提升重物的机械效率为______%,动滑轮的重力为______N。
【答案】 90 100
【解析】滑轮组提升重物所做的有用功W有用=Gh=900N×5m=4500J
货物以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度,由可知,运动的时间
由图乙可知,此时10s拉力做的总功是5000J,所以滑轮组提升重物的机械效率
由图甲知通过动滑轮绳子段数n=2,所以绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m
由W总=Fs可得拉力
不计绳重和滑轮与轴的摩擦,分析动滑轮的受力情况可得,动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-900N=100N
38. 如图,某同学用一个定滑轮将质量10kg的重物匀速向上提起9m,其所做的总功为1000J。g取10N/kg。求该过程中:
(1)重物受到的重力G的大小;
(2)重物受到的拉力F的大小;
(3)有用功;
(4)定滑轮的机械效率。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】(1)重物受到的重力大小为
(2)由于图中为定滑轮,不省距离也不费距离,拉力移动的距离等于物体移动的距离
拉力的大小为
(3)有用功大小为
(4)定滑轮的机械效率为
39. 图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)物体受到的重力大小
(2)工人所做的有用功
(3)根据机械效率的计算公式,可得工人所做的总功
40. 五一假期,小明和爸爸自驾到海边游玩,小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶,请来救援车帮忙,如图甲所示,救援车固定不动,利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为,轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示,其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。(g=10N/kg)求:
(1)小轿车静止时对沙滩的压强是多少?
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是多少?在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是多少?(滑轮轮轴处摩擦不可忽略)
【答案】(1)6×104Pa;(2)5m,1800W
【解析】(1)小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
(2)如图乙所示,2s ~12s小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
答:(1)小轿车静止时对沙滩的压强是;
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是5m;小轿车受到的拉力做功的功率是1800W。
41. 某建筑工人用300N的拉力,在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,如图所示。若不计摩擦和绳重,请你完成下列计算:
(1)动滑轮的重力;
(2)工人做功的功率;
(3)该装置的机械效率。
【答案】(1)100N;(2)144W;(3)89%
【解析】(1)由图可知,绳子的有效股数n=3,不计摩擦和绳重,动滑轮的重力
G动=3F-G=3×300N-800N=100N
(2)当水泥提升4m时,绳子自由端所移动的距离s=3×4m=12m
工人做的总功
W总=Fs=300N×12m=3600J
工人做功的功率
(3)有用功
W有=Gh=800N×4m=3200J
该装置的机械效率
答:(1)动滑轮的重力是100N;
(2)工人做功的功率是144W;
(3)该装置的机械效率是89%。
42. 如图是《天工开物》中记载我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为、,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上,若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m,长为1m,长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取)
(1)人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为______kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装______kg的水;
(2)若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为______J,人做功的功率为______W。
【答案】 (1) 60 70 (2)1200 120
【解析】(1)桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,支点为O1,由杠杆平衡条件得到
若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,支点为O2,由杠杆平衡条件得到
(2)桶对水做的功为
总功
人做功的功率
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